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一、基础测试方法
  1. 直接短路法

    • 操作步骤‌:
      ① 短接探头差分输入端的红黑夹子,消除差分信号源;
      ② 将短接后的输入端勾住被测电路高共模电压点(如MOSFET栅极或逆变器上管驱动点);
      ③ 示波器观测输出幅度,理想状态下应为零,实际值越小表明CMRR性能越优。
    • 量化公式‌:
      CMRR(dB)=20⋅log⁡10(V共模输入V示波器输出)CMRR(dB)=20⋅log10​(V示波器输出​V共模输入​​)
      例如输入480V共模电压时,若输出为2.64Vpp,则CMRR≈45dB。
  2. 共模信号注入法

    • 使用信号发生器向探头差分输入端注入相同相位/幅度的共模信号(推荐10V~1kV);
    • 测量输出信号衰减量,并与理论值对比,计算实际CMRR。
    • 典型场景‌:测量三相逆变器上管驱动波形时,需确保100kHz开关频率处的CMRR≥60dB,否则可能产生2%以上的电压测量误差。

二、进阶验证方案
  1. 动态频谱分析

    • 采用矢量网络分析仪(VNA)扫描1MHz-500MHz频段,绘制CMRR频率响应曲线;
    • 重点关注功率电子开关频率(如100kHz~10MHz)及谐波点的CMRR衰减值,优质探头在200MHz时的CMRR应>40dB。
  2. 谐波失真验证

    • 输入含5/7/9次谐波的复合信号,检测探头对各次谐波的共模抑制能力;
    • 以光伏逆变器测试为例,若50kHz基波对应的第7次谐波(350kHz)抑制比<50dB,可能导致MPPT算法误判。

三、环境适应性评估
  1. 温度敏感性测试

    • 在-40℃~125℃温箱中验证CMRR漂移量,工业级探头温漂应控制在±3dB以内;
    • 实验表明未配置补偿的探头在高温环境下CMRR可能下降15dB。
  2. 电磁干扰耐受验证

    • 在10V/m辐射场强环境中,监测探头输出噪声幅度;
    • 采用双层屏蔽结构的探头可将干扰幅值从200mVpp降至50mVpp以下。

四、行业应用标准对照
应用场景CMRR最低要求测试重点
工控电源测试60dB@1MHz工频干扰抑制能力
新能源汽车电驱80dB@100kHz宽温区稳定性(-40℃~150℃)
医疗MRI设备120dB@10MHz光纤隔离与超低噪声设计
航空航天电源100dB@50MHz抗辐射与振动耐受性

五、性能优化建议
  1. 校准管理

    • 实施三级校准体系:每日快速验证(关键频点)、月度全频段扫描、年度计量溯源5;
    • 校准需覆盖5个特征频率(1MHz/10MHz/50MHz/100MHz/200MHz)和3种电压等级。
  2. 技术升级

    • 选用光隔离探头(如Yokogawa 701930系列),其CMRR在200MHz时可保持60dB以上;
    • 配置动态补偿模块,通过自适应算法实时修正CMRR衰减。

通过多维度测试与场景化验证,可系统性评估高压差分探头的CMRR性能,确保其在复杂电磁环境下的测量可靠性 。 

http://www.dtcms.com/wzjs/812733.html

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