为什么示波器需要光隔离探头
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发布时间：2025-03-05
光隔离探头，英文名叫Optical-fiber Isolated Probe，是示波器的一种测量探头。在测试测量领域，高压差分探头前端所获取的信号一般经过电缆传输至后端的测试设备，这种经过电缆传输的方式，存在如下缺点：
为什么示波器需要光隔离探头
光隔离探头，英文名叫Optical-fiber Isolated Probe，是示波器的一种测量探头。在测试测量领域，高压差分探头前端所获取的信号一般经过电缆传输至后端的测试设备，这种经过电缆传输的方式，存在如下缺点：
1. 不绝缘，在高压场合没有安全性，测试点与测试设备之间不能相互电气隔离；
2. 线缆存在寄生电容、电感、电阻等特性，带宽受到限制；
3. 难以同时满足高压、低压、高带宽及信号完整性指标；
4. 对高压高频共模干扰抑制能力较差。
但高压差分探头也有一些优点：
1. 成本效益：高压差分探头通常比光隔离探头更经济。
2. 简单性：高压差分探头的使用和维护相对简单，不需要复杂的光纤或光电转换技术，这使得它们在操作上更加容易。
光隔离探头同样用于测量差分信号，其原理基于光电效应和物理隔离技术，它通过将电信号转换为光信号，并通过光纤传输至另一端，再将光信号转换回电信号，从而实现信号输入和输出的完全电气隔离。这种转换不仅提供了极高的共模抑制比（CMRR），能够在全带宽范围内提供优异的共模抑制性能，而且还具有高隔离电压和宽测试量程的特点。
光隔离探头的工作原理可以概括为以下几个步骤：
1. 电信号在探头前端被转换成激光信号。
2. 激光信号通过光纤传输到探头的后端。
3. 在探头后端，激光信号再次被转换成电信号。
其原理框图如下图所示，该探头主要包括衰减器、电-光-电转换网络、无损传输线和示波器接头。
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