SHS1000具備寬帶隔離的雙通道隔離示波表 - 全文

　　SHS1000系列隔離示波表是深圳市鼎陽科技有限公司在成功的臺式SDS1000系列示波器產品基礎上，融入最新的寬帶隔離專利技術推出的雙通道隔離示波表。集示波器，萬用表，記錄儀(包括趨勢圖和波形記錄儀)功能于一身。

　　一：從mV到kV的測量，通道間完全隔離

　　關于“浮地”測量

　　SHS1000系列示波表輸入部分采用寬帶隔離專利技術。標準雙通道輸入的示波器的兩個輸入端是共地的，而SHS1000系列示波表的兩個輸入端則是完全隔離的，這意味著可以在兩個輸入端子同時安全地接入相差很大的電壓，輸入端子間的隔離安全等級高達CAT II 1000V , CAT III 600V。 CAT是IEC定義的測量儀器地的安全等級，它不但規定了測量儀表的最大額定電壓，還規定了儀表所使用的環境，即過壓分類――CAT III 比CAT II 要求更嚴格。SHS1000系列示波表每個輸入端子的浮動電壓，即端子到地之間的最大電壓，高達CAT II 1000V 、 CAT III 600V，可以滿足大部分的浮地測量環境。

　　傳統示波器僅限于進行參考地的測量，原因是大多數示波器的地線(探頭的接地線或BNC的外殼)是和保護地相連接。如果連接到示波器外殼上的地線通過交流電源線中的地線連接到大地，這樣意味著，所有的測量都必須相對與接地進行，這就限制了典型示波器在測量都不接地的兩點間的電壓時的應用，通常這種測量也稱為“浮地”測量，由于信號線的共模電壓與地之間的電壓可能高達數百伏，甚至上千伏，這種測量在開關電源、馬達驅動、整流器等電力電子電路中是必須面臨的。

　　一些工程師，采用斷開電源線的接地線，或采用隔離變壓器，將示波器“浮”起來，探頭的地線連接到其中一個測試點上進行測量，該測試點的共模電壓可能高達上百伏，此時示波器的外殼也會帶上高壓，對用戶、被測單元和儀器構成威脅。此外，它違反了工業健康和安全規定，另外交流供電儀器在地面浮動時會出現一個大的寄生電容，浮動測量會出現振蕩，獲得的測量結果也差。對這種浮動測量，專業示波器廠家是堅決禁止的。對一些采用電池供電的通用示波器，例如象TDS3000B，可以進行浮動測量，但最高只能進行30VRMS的安全浮動測量。

　　另外針對這種浮地測量，用戶也可以選擇采用隔離的差分探頭來解決，這是一種安全可靠的方式，使接地示波器可以進行浮動測量，但是對測量設備的成本和復雜性提出了新的要求，可能需要獨立的電源，而且其增益和偏差特征也會帶入到每次測量中，配有差分探頭的示波器側重于性能和安全(帶寬、隔離)，而犧牲了可移動性和成本。

　　采用隔離示波器可以直接進行浮地測量，安全簡便。SHS1000系列手持示波表就是一臺真正意義上的隔離示波器，BNC輸入參考對地、通道之間完全隔離，可以做到CATII 1000V、CATIII 600V的安全級別，支持電池供電，手持型，重量輕，方便攜帶，適合室外攜帶測試。

　　SHS1000系列隔離示波表隔離指標

　　SHS1000系列手持隔離示波表采用寬帶隔離專利技術，實現從DC~100MHz帶寬信號的隔離，雙通道輸入，采樣率1GSa/s，2Mpts的深存儲，垂直檔位從5mV/div到100V/div。 BNC側輸入電壓可以到CATII 300V, CAT III 150V，采用隨機配的10:1探頭，探頭可以探測的電壓可以到CAT II 1000V、 CATIII 600V。

　　參照下圖，通道1電路和通道2電路之間電氣隔離，且數字采集電路之間也通過隔離器電氣隔離，圖中的隔離器包括了寬帶信號的隔離和電源的隔離。其中寬帶信號隔離采用了寬帶隔離專利技術，實現從DC到100MHz(-3dB)信號的隔離，帶內實現很好的平坦度。

　　示波器部分功能框圖。

　　通道1電路和通道2電路完全電氣隔離，且后端的數字采集電路完全電氣隔離，不管是采用交流適配器供電或是電池供電，BNC的外殼或探頭的接地端可以探測的浮地電壓，以及通道之間的隔離電壓可以達到CAT II 1000V、 CAT III 600V。

　　參照下圖，SHS1000系列隔離示波表探頭輸入端或BNC輸入端的測量電壓以及浮地電壓。

　　探頭，BNC處輸入電壓圖示。

　　帶內平坦圖

　　SHS1000系列示波器的幅頻響應。

　　開關電源浮地測試

　　典型的開關電源原理圖。

　　分別使用SHS1000系列示波表和Fluke199示波表測量上述原理圖中的T2 MOS管的Vgs，Vds的電壓波形。

　　Vgs，Vds測量波形(SHS1000系列隔離示波表測量)。

　　Vgs，Vds測量波形(Fluke 199測量)。

　　二：深存儲

　　SHS1000系列隔離示波表最大存儲深度可以到2Mpts，是目前業界示波表中存儲深度最大的。

　　三：測量和頻譜分析

　　支持FFT分析

　　示波器FFT界面。

　　自動測量支持32種參數的自動測量

　　示波器自動測量界面。

　　四：趨勢圖

　　示波器趨勢圖

　　示波器趨勢圖是在示波器模式時，將波形的測量參數保存在內存中，然后顯示在屏幕上的過程。可以同時支持2個參數的趨勢顯示。

　　示波器趨勢圖界面。

　　示波器趨勢圖支持兩種顯示模式(全顯和正常)。全顯模式下，能夠將所有記錄在內存中的測量參數值的趨勢顯示在屏幕上，顯示的過程中，會動態的調整水平和垂直位置上的顯示效果，另外，支持光標和縮放功能，根據光標的不同位置，會顯示相應的測量值和相對時間，縮放的標準也是以光標位置為中心進行縮放;正常模式下，則是將最新記錄到的點(最多300個點)顯示在屏幕上，顯示的過程中，只能動態調整在垂直位置上的顯示效果，另外支持光標功能。

　　能夠將保存在內存中的測量值，導出到U盤中，用于二次開發或者數據分析。

　　記錄長度為815400個點，記錄時間大于24小時

　　萬用表趨勢圖

　　萬用表趨勢圖是在萬用表模式時，將從萬用表獲取的測量值保存在內存中，顯示在屏幕的過程。同示波器趨勢圖，萬用表趨勢圖支持正常和全顯兩種模式

　　萬用表的趨勢圖界面。

　　支持8種采樣率，選擇不同的采樣率，可以觀察不同時間段內測量值的變化趨勢。

　　測量值的記錄方式有兩種(手動記錄和自動記錄)，手動記錄模式下，需要按“RECORDER”按鍵一次，則記錄一次測量值;自動記錄模式，則會以固定的時間間隔自動記錄測量值。

　　能夠將保存在內存中的測量值，導出到U盤中，用于二次開發或者數據分析。

　　記錄長度為1461600個點，選擇不同的采樣率，記錄時間分別： 40小時36分(10Sa/s)、81小時12分(5Sa/s)、203小時(2Sa/s)、406小時(1Sa/s)、812小時(0.5Sa/s)、2030小時(0.2Sa/s)、4060小時(0.1Sa/s)、8120小時(0.05Sa/s)。

　　五：波形記錄儀

　　波形記錄功能主要是連續記錄波形的功能。該功能工作于示波器掃描時基，即100ms/div至50s/div范圍內。最大存儲7M點波形數據，內存記錄時最長記錄時間17小時20分鐘(50s/div時基)。U盤存儲時最大4GB(最長記錄器時間最長時間29641小時50分40秒)，記錄下來的波形，可以任意回放，并可縮放到任意時基檔位、任意電壓檔位(2.5NS – 50S;2mv – 5v)，以供用戶觀察波形細節，兩通道同時記錄時，最大采樣率可達25KSa/s，顯示有整幀模式和逐點模式。

　　記錄器功能提供U盤存儲和內存存儲方式，同時提供一邊保存一邊顯示的功能。當用戶手動停止記錄器或者記錄器存儲區已滿、自動停止之后，記錄器可提供波形回放功能以及波形數據轉移功能。所述的記錄器功能實現了波形存儲、顯示的無縫連接。

　　目前，市場上的示波器記錄波形時，由于波形數據采集單元和處理器都會空閑一段時間，使得波形數據采集單元每次采集循環之間的時間間隔較長，由此造成死區時間，而記錄器能長時間不間斷地記錄波形，消除死區時間，使得記錄的波形是無縫隙的波形，從而提供給客戶觀察波形細微變動的功能。

　　六：萬用表

　　萬用表模式可以測量直流電壓，交流電壓，直流電流，交流電流，電阻，電容，二極管，通斷功能;