噪聲是可以在示波器波形顯示器上顯示的另一類信號(hào)失真。與振鈴和畸變一樣，噪聲可能實(shí)際上是探頭尖端上的信號(hào)的一部分，也可能是因?yàn)椴徽_的接地技術(shù)而導(dǎo)致的信號(hào)。其區(qū)別在于，噪聲一般來自外部來源，其外觀和監(jiān)測的信號(hào)速度無關(guān)。換句話說，接地不良可能會(huì)導(dǎo)致顯示在任何速度的任何信號(hào)上的噪聲。

通過探測技術(shù)可以在信號(hào)上表示噪聲的主要機(jī)制有兩種。一種是接地環(huán)路噪聲注入機(jī)制，另一種是通過探頭電纜或探頭地線實(shí)現(xiàn)的電感撿拾機(jī)制。下面詳細(xì)討論了這兩種機(jī)制。

圖 1. 在兩個(gè)不同電源插座上，示波器、探頭和測試電路完整的接地電路或接地環(huán)路。

接地環(huán)路噪聲注入

在示波器公共電位和測試電路電源線接地及探頭地線和電纜之間存在接地環(huán)路時(shí)，接地環(huán)路中不想要的電流流動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致在接地系統(tǒng)中注入噪聲。正常情況下，所有這些點(diǎn)為零伏，或應(yīng)該為零伏，將不會(huì)有接地電流流動(dòng)。但是，如果示波器和測試電路位于不同的大樓系統(tǒng)接地上，在一個(gè)大樓接地系統(tǒng)上可能會(huì)有小的電壓差或噪聲 ( 參見圖 1)。結(jié)果導(dǎo)致的電流流動(dòng)會(huì)在探頭外部電纜屏蔽層中形成電壓下跌。這個(gè)噪聲電壓將注入到示波器中，與探頭尖端的信號(hào)形成串聯(lián)。結(jié)果，可以看到感興趣的信號(hào)上疊加了噪聲，或感興趣的信號(hào)可能會(huì)疊加在噪聲上。

在接地環(huán)路噪聲注入中，噪聲通常是線路頻率噪聲 (50或 60 Hz)。但通常情況下，噪聲可能會(huì)采用尖峰形式或突發(fā)形式，這是大樓設(shè)備導(dǎo)致的，如空調(diào)、開關(guān)等。

可以采取各種措施，避免或最大限度地降低接地環(huán)路噪聲問題。第一種方法是對示波器和被測電路使用相同的電源電路，以最大限度地降低接地環(huán)路。此外，探頭及其電纜應(yīng)遠(yuǎn)離潛在的噪聲源。特別是，不要把探頭電纜與設(shè)備電力電纜并排或交叉。

如果一直存在接地環(huán)路噪聲問題，可能需要通過下述方法之一使接地環(huán)路短路：

1.使用接地隔離監(jiān)測儀。

2.在測試電路或示波器上使用電源線隔離變壓器。

3.使用隔離放大器，把示波器探頭與示波器隔開。

4.使用差分探頭進(jìn)行測量 ( 抑制共模噪聲 )。

在任何情況下，都不應(yīng)通過把安全三線接地系統(tǒng)發(fā)生缺陷，來隔離示波器或測試電路。如果必需進(jìn)行浮動(dòng)測量，應(yīng)使用制造商認(rèn)可的隔離變壓器，最好使用為示波器專門設(shè)計(jì)的接地隔離監(jiān)測儀。

※ 注 意 ※

為避免觸電，在把探頭連接到被測電路前，一直要把探頭連接到示波器或探頭隔離器上。

感應(yīng)的噪聲

通過感應(yīng)到探頭電纜中，噪聲可以進(jìn)入公共接地系統(tǒng)，特別是在使用帶有長電纜的探頭時(shí)。接近電源線或其它承載電流的導(dǎo)線可能會(huì)在探頭的外部電纜屏蔽層中引起電流流動(dòng)。通過大樓系統(tǒng)公共接地會(huì)形成電路。為最大限度地降低這個(gè)潛在噪聲來源，在可能時(shí)應(yīng)使用電纜較短的探頭，同時(shí)一直要使探頭電纜遠(yuǎn)離可能的干擾源。

噪聲還可以直接感應(yīng)到探頭地線中，這是典型的探頭地線導(dǎo)致的結(jié)果，在連接到測試電路時(shí)，其表現(xiàn)為單圈環(huán)路天線。這個(gè)地線天線特別容易受到邏輯電路或其它快速變化的信號(hào)導(dǎo)致的電磁干擾影響。如果探頭地線的位置與被測電路板上的特定區(qū)域太近，如時(shí)鐘線，地線可能會(huì)撿拾信號(hào)，并與探頭尖端上的信號(hào)混合在一起。

圖2，電路板在探頭接地環(huán)路中感應(yīng)的噪聲實(shí)例 ( 探頭頭部,在接地夾上短路 )。

在信號(hào)的示波器顯示屏上看到噪聲時(shí)，問題是這個(gè)噪聲是作為探頭尖端上信號(hào)的一部分發(fā)生的?還是感應(yīng)到探頭地線中的?

為回答這個(gè)問題，可以試著移動(dòng)探頭地線。如果噪聲信號(hào)電平變化，那么噪聲是感應(yīng)到地線中的信號(hào)。

識(shí)別噪聲來源的另一個(gè)非常有效的方法是把探頭從電路上斷開，把探頭地線夾到探頭尖端上。然后沿著電路來回移動(dòng)這只探頭頭部 / 地線環(huán)路天線。這個(gè)環(huán)路天線將撿拾電路中強(qiáng)烈輻射的噪聲區(qū)域。圖2說明了通過把探頭地線連接到探頭尖端上進(jìn)行搜索，可以在邏輯電路板上找到有哪些噪聲來源。

為最大限度地降低感應(yīng)到探頭接地中的噪聲，應(yīng)使地線遠(yuǎn)離被測電路板上的噪聲來源。此外，縮短地線可以降低撿拾的噪聲數(shù)量。

審核編輯 黃宇