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電流探頭是根據法拉第原理設計的用來測量導線中干擾電流信號的磁環(huán),，本質上是一個匝數為1的變壓器。使用電流探頭能夠測量流經導線的電流大小,。電流探頭分為AC/DC電流探頭以及AC電流探頭,。前者可以測量直流以及交流電流的大小，后者只可以測量交流電流的大小,。

　　流經導線的電流會導致在導線周圍形成電磁通量場,。電流探頭是為傳感

　　這個磁通量場的場強而設計的，并把它轉換成相應的電壓,，以使用示波器進行測量,。這允許使用示波器查看和分析電流波形。在與示波器的電壓測量功能相結合使用時,，電流探頭還允許進行各種功率測量,。根據示波器的波形數學運算功能，這些測量可以包括瞬時功率,、真實功率,、視在功率和相位。

　　示波器的電流探頭基本上分成兩類：即AC電流探頭和AC/DC電流探頭,，AC電流探頭通常是無源探頭,，AC/DC電流探頭通常是有源探頭,。這兩種類型都采用相同的轉換原理就是感應導線中的電流(AC)。

　　要進行轉換,，必須先有電流流經導線,，根據電流流動的幅度和方向構建和消除磁通量場。在這個場中放一個線圈時,，如上圖所示,，變化的磁通量場會通過簡單的轉換操作，在線圈中引起電壓,。這種轉換操作是AC電流探頭的基礎,。

　　AC電流探頭頭部實際上是一個線圈，這個線圈纏在磁芯上,。當這個探頭頭部保持在方向及接近承載AC電流的導線時,，探頭會輸出一個線性電壓，這一電壓與導線中電壓的比例是已知的,。這種與電流有關的電壓可以在示波器上顯示為電流刻度的波形

　　AC電流探頭的帶寬取決于探頭線圈的設計和其它因素,。帶寬可以高達1GHz。但是,，比較典型的帶寬低于100MHz,。

　　在任何情況下，AC電流探頭還有一個低頻截止點,，這包括直流(DC),，因為直流不會引起變化的磁通量場，因此不會引起轉換動作,。另外在非常接近DC的頻率上,，如0.01Hz，磁通量場變化速度不足以能夠實現變換動作,。但是,，可以在探頭帶寬范圍內產生轉換動作，進行衡量的輸出,。另外，根據探頭線圈的設計,，帶寬的低頻可能會低達到0.5Hz或1.2kHz,。

　　對帶寬始于DC附近的探頭，可以在探頭設計中增加霍爾效應設備,，檢測DC,。其結果是得到帶寬從DC開始、擴展到規(guī)定頻率上限3dB點的AC/DC探頭,。這類探頭至少要求一個電源,，霍爾效應設備進行DC傳感,。根據探頭設計，還可能會要求電流探頭放大器,，以組合和調節(jié)AC和DC電平,，為在示波器上進行查看提供單一的輸出波形。

　　從本質上看,，電流探頭的工作方式類似于緊密耦合的轉換器,。對標準操作，傳感的電流導線是一圈線圈(N1),。來自這個單線圈的電流會轉換成與線圈比率成比例(N2/N1)的多線圈(N2)探頭輸出電壓,。同時，探頭的阻抗作為串聯插入阻抗轉換回到導線上,。這種插入阻抗與頻率相關,，其1MHz值一般位于30-500M?的范圍內，具體視探頭而定,。在大多數情況下,，電流探頭的插入阻抗很小，產生的負載可以忽略不計,。

　　電流探頭有兩種形式,，一種特定的探頭類型，稱為分芯探頭,。這類探頭的線圈放在"U"形芯上,，"U"形芯帶有一鐵氧體滑塊，滑塊蓋住"U"形頂部,。這類探頭的優(yōu)點在于,，鐵氧體滑塊可以收縮，使得探頭能夠方便地卡到測量電流的導線上,。在測量完成時,，滑塊可以收縮，探頭可以移到其它導線上,。另外一種電流探頭是實芯電流轉換器,。這些電流轉換器繞在被測導線上。結果,，必須斷開被測導線,，把導線穿過轉換器，然后重新把導線連接到電路上,，才能安裝這些轉換器,。實芯探頭的主要優(yōu)勢是它們體積非常小，提供了非常快的頻響,，可以測量快速,、低幅度電流脈沖和AC信號。到目前為止,，分芯電流探頭是探頭類型,，其分為AC型和AC/DC型。所以后面的規(guī)格參數介紹,，將以分芯電流探頭為主進行介紹,。

　　電流探頭雖然沒有示波器的電壓探頭那么常見，但是它的作用是其他探頭無法代替的,。它能夠在不破壞導線的情況下測量流經導線的電流,。當電流探頭與電壓探頭配合使用時能夠測試功率、相位等數據,。這對于測試測量系統來說非常的有用,。

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 在了解探頭的結構之前，需要先了解一下示波器輸入接口的結構,，因為這里是連接探頭的地方,，示波器的輸入接口電路和探頭共同組成了我們的探測系統。

大部分的示波器輸入接口采用的是 BNC 或兼容 BNC 的形式,。示波器的輸入端有 1M 歐姆或 50 歐姆的匹配電阻,。示波器的探頭種類很多，但是示波器的匹配永遠只有 1M 歐姆或 50 歐姆兩種選擇,，不同種類的探頭需要不同的匹配電阻形式,。

  從電壓測量的角度來說，為了對被測電路影響小,，示波器可以采用 1M 歐姆的高輸入阻抗,，但是由于高阻抗電路的帶寬很容易受到寄生電容的影響。所以 1M歐姆的輸入阻抗廣泛應用與 500M 帶寬以下的測量,。對于更高頻率的測量,，通常采用 50 歐姆的傳輸線，所以示波器的 50 歐姆匹配主要用于高頻測量,。傳統上來說,，市面上 100MHz 帶寬以下的示波器大部分只有 1M 歐姆輸入，因為不會用于高頻測量,；100MHz～1GHz 帶寬的示波器大部分有 1M 歐姆和 50 歐姆的切換選擇,，同時兼顧高低頻測量；2GHz 或更高帶寬的示波器由于主要用于高頻測量,，所以大部分只有 50 歐姆輸入。不過隨著市場的需求,，有些 2GHz 以上的示波器也提供了 1M 歐姆和 50 歐姆的輸入切換,。

  廣義的意義上說,，測試電纜也屬于一種探頭，比如 BNC 或 SMA 電纜,，而且這種探頭既便宜性能又高,。但是使用測試電纜連接時需要在被測電路上也有 BNC或 SMA 的接口，所以應用場合有限,，主要用于射頻和微波信號測試,。對于數字或

通用信號的測試，還是需要專門的探頭,。

示波器的探頭按是否需要供電可以分為無源探頭和有源探頭,，按測量的信號類型可以分為電壓探頭、電流探頭,、光探頭等,。所謂的無源探頭，是指整個探頭都由無源器件構成,，包括電阻,、電容、電纜等,；而有源探頭內部一般有放大 器,，放大器是需要供電的，所以叫有源探頭,。

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電流探頭的校準需要用一個夾具來進行,，該夾具由兩個半截的同軸轉換器組成。當將 電流探頭裝配其上時,，便形成了一根同軸線：包裹著電流探頭的為外導體,，穿過探頭口徑的為內導體。

電流探頭的校準用網絡分析儀將源端接到校準架的輸入端（端口一）,，校準架輸出端接匹配負載,，電流探頭輸出接網絡分析儀的輸入（端I21二），用掃頻方式測試出s,，隨頻率變化的曲線,。再將曲線按公式進行修正，即可得到傳輸導納頻率曲線,。該方法的優(yōu)點是掃頻測量測試速度快,，網絡分析儀測試時一次可設置201個點9掃描一次即可畫出曲線。

電流探頭校準操作步驟及校準結果

（1）在PC上插入USB—GPIB接口卡,，在PC中裝入SoftplotV6．0采圖軟件,，連接Pc與網絡分析儀；

（2）連接網絡分析儀與校準電流探頭需用的電纜及轉接頭，根據探頭校準的頻率范圍對網絡分析儀進行直通校準,；

（3）連接網絡分析儀源輸出端到校準架的輸入端,，校準架輸出端接匹配負載，電流探頭輸出接網絡分析儀的輸入（接收端）,，測試出S：,。曲線；

（4）用采圖軟件將S,，曲線采到PC中,；

（5）用列表法列出構成S，曲線的201個數據點,；

（6）將201個數據復制到PC中的Excel表中,，將數據取值并用該值減去34（修正系數）；

（7）將修正后Excel表中的數據復制到采圖軟件的數據表格中,，畫出修正過后的曲線,，該曲線即為傳輸導納一頻率曲線；

（8）將傳輸導納曲線復制到PC的畫圖板,，用u盤考出或用打印機打出供EMI測試人員使用時查表,。

示波器電流探頭校準方法，經過了理論分析及實驗驗證的過程,，該方法的提出及實施對EMI檢測質量的提高有著積極的作用,。

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