本特利探头21000-16-10-15-105-03-02

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电流探头是根据法拉第原理设计的用来测量导线中干扰电流信号的磁环，本质上是一个匝数为1的变压器。使用电流探头能够测量流经导线的电流大小。电流探头分为AC/DC电流探头以及AC电流探头。前者可以测量直流以及交流电流的大小，后者只可以测量交流电流的大小。

　　流经导线的电流会导致在导线周围形成电磁通量场。电流探头是为传感

　　这个磁通量场的场强而设计的，并把它转换成相应的电压，以使用示波器进行测量。这允许使用示波器查看和分析电流波形。在与示波器的电压测量功能相结合使用时，电流探头还允许进行各种功率测量。根据示波器的波形数学运算功能，这些测量可以包括瞬时功率、真实功率、视在功率和相位。

　　示波器的电流探头基本上分成两类：即AC电流探头和AC/DC电流探头，AC电流探头通常是无源探头，AC/DC电流探头通常是有源探头。这两种类型都采用相同的转换原理就是感应导线中的电流(AC)。

　　要进行转换，必须先有电流流经导线，根据电流流动的幅度和方向构建和消除磁通量场。在这个场中放一个线圈时，如上图所示，变化的磁通量场会通过简单的转换操作，在线圈中引起电压。这种转换操作是AC电流探头的基础。

　　AC电流探头头部实际上是一个线圈，这个线圈缠在磁芯上。当这个探头头部保持在方向及接近承载AC电流的导线时，探头会输出一个线性电压，这一电压与导线中电压的比例是已知的。这种与电流有关的电压可以在示波器上显示为电流刻度的波形

　　AC电流探头的带宽取决于探头线圈的设计和其它因素。带宽可以高达1GHz。但是，比较典型的带宽低于100MHz。

　　在任何情况下，AC电流探头还有一个低频截止点，这包括直流(DC)，因为直流不会引起变化的磁通量场，因此不会引起转换动作。另外在非常接近DC的频率上，如0.01Hz，磁通量场变化速度不足以能够实现变换动作。但是，可以在探头带宽范围内产生转换动作，进行衡量的输出。另外，根据探头线圈的设计，带宽的低频可能会低达到0.5Hz或1.2kHz。

　　对带宽始于DC附近的探头，可以在探头设计中增加霍尔效应设备，检测DC。其结果是得到带宽从DC开始、扩展到规定频率上限3dB点的AC/DC探头。这类探头至少要求一个电源，霍尔效应设备进行DC传感。根据探头设计，还可能会要求电流探头放大器，以组合和调节AC和DC电平，为在示波器上进行查看提供单一的输出波形。

　　从本质上看，电流探头的工作方式类似于紧密耦合的转换器。对标准操作，传感的电流导线是一圈线圈(N1)。来自这个单线圈的电流会转换成与线圈比率成比例(N2/N1)的多线圈(N2)探头输出电压。同时，探头的阻抗作为串联插入阻抗转换回到导线上。这种插入阻抗与频率相关，其1MHz值一般位于30-500M?的范围内，具体视探头而定。在大多数情况下，电流探头的插入阻抗很小，产生的负载可以忽略不计。

　　电流探头有两种形式，一种特定的探头类型，称为分芯探头。这类探头的线圈放在"U"形芯上，"U"形芯带有一铁氧体滑块，滑块盖住"U"形顶部。这类探头的优点在于，铁氧体滑块可以收缩，使得探头能够方便地卡到测量电流的导线上。在测量完成时，滑块可以收缩，探头可以移到其它导线上。另外一种电流探头是实芯电流转换器。这些电流转换器绕在被测导线上。结果，必须断开被测导线，把导线穿过转换器，然后重新把导线连接到电路上，才能安装这些转换器。实芯探头的主要优势是它们体积非常小，提供了非常快的频响，可以测量快速、低幅度电流脉冲和AC信号。到目前为止，分芯电流探头是探头类型，其分为AC型和AC/DC型。所以后面的规格参数介绍，将以分芯电流探头为主进行介绍。

　　电流探头虽然没有示波器的电压探头那么常见，但是它的作用是其他探头无法代替的。它能够在不破坏导线的情况下测量流经导线的电流。当电流探头与电压探头配合使用时能够测试功率、相位等数据。这对于测试测量系统来说非常的有用。

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 在了解探头的结构之前，需要先了解一下示波器输入接口的结构，因为这里是连接探头的地方，示波器的输入接口电路和探头共同组成了我们的探测系统。

大部分的示波器输入接口采用的是 BNC 或兼容 BNC 的形式。示波器的输入端有 1M 欧姆或 50 欧姆的匹配电阻。示波器的探头种类很多，但是示波器的匹配永远只有 1M 欧姆或 50 欧姆两种选择，不同种类的探头需要不同的匹配电阻形式。

  从电压测量的角度来说，为了对被测电路影响小，示波器可以采用 1M 欧姆的高输入阻抗，但是由于高阻抗电路的带宽很容易受到寄生电容的影响。所以 1M欧姆的输入阻抗广泛应用与 500M 带宽以下的测量。对于更高频率的测量，通常采用 50 欧姆的传输线，所以示波器的 50 欧姆匹配主要用于高频测量。传统上来说，市面上 100MHz 带宽以下的示波器大部分只有 1M 欧姆输入，因为不会用于高频测量；100MHz～1GHz 带宽的示波器大部分有 1M 欧姆和 50 欧姆的切换选择，同时兼顾高低频测量；2GHz 或更高带宽的示波器由于主要用于高频测量，所以大部分只有 50 欧姆输入。不过随着市场的需求，有些 2GHz 以上的示波器也提供了 1M 欧姆和 50 欧姆的输入切换。

  广义的意义上说，测试电缆也属于一种探头，比如 BNC 或 SMA 电缆，而且这种探头既便宜性能又高。但是使用测试电缆连接时需要在被测电路上也有 BNC或 SMA 的接口，所以应用场合有限，主要用于射频和微波信号测试。对于数字或

通用信号的测试，还是需要专门的探头。

示波器的探头按是否需要供电可以分为无源探头和有源探头，按测量的信号类型可以分为电压探头、电流探头、光探头等。所谓的无源探头，是指整个探头都由无源器件构成，包括电阻、电容、电缆等；而有源探头内部一般有放大 器，放大器是需要供电的，所以叫有源探头。

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电流探头的校准需要用一个夹具来进行，该夹具由两个半截的同轴转换器组成。当将 电流探头装配其上时，便形成了一根同轴线：包裹着电流探头的为外导体，穿过探头口径的为内导体。

电流探头的校准用网络分析仪将源端接到校准架的输入端（端口一），校准架输出端接匹配负载，电流探头输出接网络分析仪的输入（端I21二），用扫频方式测试出s，随频率变化的曲线。再将曲线按公式进行修正，即可得到传输导纳频率曲线。该方法的优点是扫频测量测试速度快，网络分析仪测试时一次可设置201个点9扫描一次即可画出曲线。

电流探头校准操作步骤及校准结果

（1）在PC上插入USB—GPIB接口卡，在PC中装入SoftplotV6．0采图软件，连接Pc与网络分析仪；

（2）连接网络分析仪与校准电流探头需用的电缆及转接头，根据探头校准的频率范围对网络分析仪进行直通校准；

（3）连接网络分析仪源输出端到校准架的输入端，校准架输出端接匹配负载，电流探头输出接网络分析仪的输入（接收端），测试出S：。曲线；

（4）用采图软件将S，曲线采到PC中；

（5）用列表法列出构成S，曲线的201个数据点；

（6）将201个数据复制到PC中的Excel表中，将数据取值并用该值减去34（修正系数）；

（7）将修正后Excel表中的数据复制到采图软件的数据表格中，画出修正过后的曲线，该曲线即为传输导纳一频率曲线；

（8）将传输导纳曲线复制到PC的画图板，用u盘考出或用打印机打出供EMI测试人员使用时查表。

示波器电流探头校准方法，经过了理论分析及实验验证的过程，该方法的提出及实施对EMI检测质量的提高有着积极的作用。

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