測試、除錯與量測儀器

差動量測(differential measurement)

大多數基本量測是以接地為參考:你量某點相對於電路接地的電壓,一支探棒在節點上、另一端隱含地在 0 V。差動量測是當你需要量兩點之間的電壓、而兩者都不是接地時。把它想成量兩座山丘之間的高度差,而非各自高出海平面多少。許多重要的電壓就以這種方式存在——跨在一顆位於電源軌高處的小電流感測電阻上、跨在一個繞組上、或在電橋兩個輸出之間。

為什麼不能直接把平常的探棒跨接到那兩點?因為標準示波器並非浮接——它的接地夾透過電源線連到市電大地。把那條接地線夾到一個不在你電路接地的節點上,你就把那個節點直接接到大地,這通常意味著短路、一聲巨響、零件損毀。「接地夾想夾哪就夾哪」這個單通道把戲,在示波器上根本無法安全地用。正確的做法是:取兩個以接地為參考的讀數再相減(用示波器兩個通道做 A 減 B 運算),或使用真正的差動探棒——一個量測兩尖端之差、同時讓兩者安全地與大地隔離的放大器。

為何重要:高側電流感測、半橋切換節點與電橋感測器在電源與馬達電路中無所不在,它們都需要差動技術。這裡的品質指標是共模拒斥:這個方法把兩點共有的大電壓忽略得多好、只回報那個小差。儀表放大器就是同一概念的板上版本。兩個誠實的提醒:當一個微小的差騎在巨大的共模電壓上時(大數字之間的小差),A 減 B 相減會喪失準確度;而為了偽裝差動量測,破壞示波器的大地接地讓它浮接,是危險的、絕對不可做——請改用正規的差動探棒。

你想量一顆位於 24 V 軌頂端的 0.1 歐姆感測電阻兩端的電壓。電阻兩端都接近 24 V,但差只有數十毫伏。把普通示波器接地夾到任一端,都會把 24 V 短路到大地。你改用差動探棒,它只讀那個小壓降、同時忽略兩端共有的 24 V。

兩個帶電點之間的差——用兩個通道或差動探棒來做,絕不靠讓示波器浮接。

切勿為了做差動量測而切斷示波器的大地接地讓它浮接——那會把整個機殼帶到被探的電壓,是真正的觸電與火災危險。請改用正規差動探棒或 A 減 B 法。

又称
floating measurement差動量測兩點間量測