带有可交换范围和灵敏度设置模块的示波器电流探针制造技术

一种示波器电流探针系统包括探针放大单元、探针头标识器、和可交换地可与该探针放大单元连接的第一和第二探针头。每个探针头含有各自电可读类型标识器、接收要测量的电流的各自电流输入端、与电流输入端串联连接的各自内部感测电阻、和输出感测电阻两端的测量电压的各自输出端。该第一和第二探针头在它们的感测电阻的阻值和它们的类型标识器读取的方式方面是不同的。该探针放大单元包含放大与其连接的探针头输出的测量电压的差分放大器。该探针头标识器读取与该探针放大单元连接的探针头的类型标识器。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种示波器电流探针系统包括探针放大单元、探针头标识器、和可交换地可与该探针放大单元连接的第一和第二探针头。每个探针头含有各自电可读类型标识器、接收要测量的电流的各自电流输入端、与电流输入端串联连接的各自内部感测电阻、和输出感测电阻两端的测量电压的各自输出端。该第一和第二探针头在它们的感测电阻的阻值和它们的类型标识器读取的方式方面是不同的。该探针放大单元包含放大与其连接的探针头输出的测量电压的差分放大器。该探针头标识器读取与该探针放大单元连接的探针头的类型标识器。【专利说明】带有可交换范围和灵敏度设置模块的示波器电流探针
本专利技术涉及带有可交换范围和灵敏度设置模块的示波器电流探针。
技术介绍
基本上所有示波器电流探针都使用霍尔效应传感器、变压器或两者的组合来感测 随着电流流过导体围绕导体的磁场。这样的电流探针挖出与所感测磁场成比例的电压，而 磁场与通过导体的电流成比例。因此，这些变换器每安培感测的电流输出限定的电压。 霍尔效应传感器用于感测DC和极低频AC(〈=100kHz)。基于变压器的传感器用于 感测只在高达2GHz的频率上的AC。两种类型的探针包括环绕导体和让围绕导体的磁通通 过的铁氧体磁芯。由于导体必须从铁氧体磁芯中通过，所以必须存在可以馈过磁芯的可用 电线的环路。这种风格的探针已经使用了数十年，并且一直运行良好。 手持式、电池供电电子设备的爆炸性增长已经产生了对低电平电流测量的需求， 以便能够调整或优化产品设计来延长电池寿命。现有霍尔效应或基于变压器示波器探针技 术不十分适合测量电池供电设备中的毫安和亚毫安电流的任务。 霍尔效应元件在测量的时候是自加热的，随着它们变热会导致不利零点偏移电压 漂移。这种偏移电压漂移直接影响测量精度和可重复性，这两者在测量小电流时都是很重 要的。只有变压器的电流探针不能测量在电池耗损分析中很重要的DC。 使用传统电流探针所需的电线的环路是另外的误差源。这些探针的用户必须通过 断开电路(像通过切断布线那样)并插入一段电线来安装电线的环路。安装之后电线环路的 形状变化在测量的电流小时可以导致虽小但仍然有意义的测量变化。此外，电线的环路和 它从中通过的铁氧体磁芯产生成为另一个测量误差源、串联在受测电路中、呈现频率相关 阻抗的电感。 最后，传统电流探针被优化成测量10到100安培数量级的电流，这样，当测量毫安 级电流时从这些探针输出的电压极小。在一些情况下，输出的电压小到可以淹没在示波器 的探针电路的噪声之中。 于是，所需要的是在范围从DC到几G赫兹的频率范围上测量和监视手持便携式设 备典型的电流的波形的便利能力。 【专利附图】【附图说明】 图1A是示出依照一个实施例的示波器电流探针系统的一个例子的透视图； 图1B是示出将第一探针头与探针放大单元断开之后的示波器电流探针系统的透 视图； 图1C和1D是示出第一探针头和第二探针头的侧视图； 图2A，2B，3A和3B是不出探针头的例子的不意性电路图； 图4A是示出包括探针头标识器的探针放大单元的例子的示意性电路图； 图4B是示出探针头标识器处在主过滤器中的探针放大单元的例子的示意性电路 图；以及 图5A-ro是示出探针头的电可读类型标识器的例子、和配置成读取所示的电可读 类型标识器的例子的探针放大单元的探针头标识器的相应例子的示意性电路图。 【具体实施方式】 如本文公开的示波器电流探针依照欧姆定律将感测电阻用作电流到电压变换器。 在一个实施例中，示波器电流探针包括第一探针头、第二探针头、探针放大单元、和探针头 标识器。第一探针头和第二探针头可交换地可与探针放大单元连接。第一探针头和第二探 针头的每一个含有各自电可读类型标识器、接收要测量的电流的各自电流输入端、与电流 输入端串联连接的各自内部感测电阻、和输出感测电阻两端的测量电压的各自输出端。第 一探针头具有分别与第二探针头的感测电阻阻值和类型标识器不同的感测电阻阻值和不 同地读取的类型标识器。探针放大单元包括放大探针头之一输出的测量电压的差分放大 器。探针头标识器读取与探针放大单元连接的探针头之一的类型标识器。 定位可与探针放大单元分开的探针头内的电流感测电阻使用户可以从供应的那 些探针头中选择感测电阻具有最适合手头测量任务的数值的探针头，并为受测电路优化负 载电压(感测电阻两端的电压降)。这种做法使得将感测电阻的数值较大的探针头用于测量 较小电流，而将感测电阻的数值较小的探针头用于测量较大电流。另外，可以不干扰电路地 在电流中的多个测量点之间容易地移动电流探针。感测电阻通过由双绞线组成的测量引线 与受测电路电连接。测量引线与探针头的电流输入端电连接。测量引线具有它自身的阻值， 但这个阻值随着在受测电路中的地点之间移动测量引线保持不变。这消除了传统电流探针 易发生的环路面积的变化。 示波器电流探针系统的一些形式另外还包括第三探针头，用于感测流过第三探针 头外部的外部感测电阻的要测量的电流。第三探针头可与第一探针头和第二探针头交换地 可与探针放大单元连接。第三探针头包括接收要测量的电流在外部感测电阻两端产生的测 量电压的输入端、输出测量电压的输出端、和与第一探针头和第二探针头的类型标识器不 同地读取的电可读类型标识器。 在示波器电流探针系统的一些形式中，第一探针头是第一类型的探针头，该系统 另外还包括第一类型的附加探针头，以及第一类型的探针头具有标称相同读取的电可读类 型标识器和标称相同的电流感测电阻阻值。 在示波器电流探针系统的一些形式中，第一探针头是第一类型的探针头，该系统 另外还包括第一类型的附加探针头，该第一类型的探针头具有相互之间比第二探针头的电 可读类型标识器和电流感测电阻阻值更类似地读取的电可读类型标识器和更类似的电流 感测电阻阻值。 在另一个实施例中，示波器电流探针系统包括感测通过用户定义感测电阻的电流 的第一探针头、第二探针头、探针放大单元和探针头标识器。探针头可交换地可与探针放大 单元连接。第一探针头和第二探针头的每一个含有各自电可读类型标识器。第一探针头的 类型标识器与第二探针头的类型标识器不同地读取。第一探针头另外还含有接收正在测 量的电流在用户定义感测电阻两端产生的测量电压的差分输入端、和输出测量电压的输出 端。第二探针头另外还含有接收要测量的电流的电流输入端、与电流输入端串联连接的内 部感测电阻、和输出感测电阻两端的测量电压的输出端。探针放大单元包括放大探针头之 一输出的测量电压的差分放大器。探针头标识器读取与探针放大单元连接的探针头之一的 类型标识器。 用户定义感测电阻使示波器电流探针系统的用户可以选择他或她自己的感测电 阻值。选择感测电阻的数值的能力使用户能够将示波器电流探针系统的电流到电压转变功 能修改成适合用户正在试图测量的电流的幅度。选择感测电阻的数值的能力还使用户可以 在信噪比与负载电压(感测电阻两端的电压降)之间作出他或她自己的妥协。用户定义感测 电阻可以处在第二探针头的内部，或也许在第二探针头的外部。在希望使电流测量施加的 负载电压最小的应用中，外部感测电阻消除了来回流到探针头的正在测量的电流引起本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种示波器电流探针系统，包含第一探针头、第二探针头、探针放大单元和探针头标识器，其中：该第一探针头和该第二探针头可交换地可与该探针放大单元连接；该第一探针头和该第二探针头的每一个包含各自电可读类型标识器、接收要测量的电流的各自电流输入端、与电流输入端串联连接的各自内部感测电阻、和输出感测电阻两端的测量电压的各自输出端；该第一探针头具有分别与该第二探针头的感测电阻阻值和类型标识器不同的感测电阻阻值和不同地读取的类型标识器；该探针放大单元包含放大该探针头之一输出的测量电压的差分放大器；以及该探针头标识器读取与该探针放大单元连接的该探针头之一的类型标识器。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：KW约翰逊，EV布拉什四世，
申请(专利权)人：安捷伦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US