电压探头的底噪怎么测?

测量电压探头底噪的核心原则是切断外部信号输入，仅采集探头自身的噪声信号，通过示波器观测并计算噪声的幅值或有效值，步骤如下：

一、测试前准备

设备清单:

待测电压探头（如高压差分探头、单端电压探头）

示波器（带宽需高于探头带宽，确保测量准确性）

50Ω 终端匹配器（若探头支持）

短路帽 / 金属短路片（用于短接探头输入）

接地连接线（低阻抗，减少外部干扰）

环境准备:

选择电磁干扰小的环境（远离大功率设备、高频信号源）

示波器和探头均需预热 10~30 分钟，确保性能稳定

探头与示波器的连接需牢固，避免接触不良引入额外噪声

二、关键测试步骤

短接探头输入端子

对于单端电压探头：将探头的信号端（正端）与接地端（负端）直接短接，可使用短路帽或金属片连接，确保无外部信号输入。

对于差分电压探头：将两个差分输入端（V + 和 V-）短接，同时保持探头接地端可靠接地，避免共模噪声干扰。

若探头有衰减档位（如 1X/10X），优先测试常用档位（如 10X），不同档位底噪可能不同。

设置示波器参数

耦合方式：选择 DC 耦合（AC 耦合会滤除低频噪声，导致测量结果偏低）。

带宽限制：若测试特定带宽下的底噪，可开启示波器的带宽限制功能（如 20MHz）；若测试全带宽底噪，则关闭带宽限制。

时基设置：调整为适中的时基（如 100μs/div），确保屏幕上能显示稳定的噪声波形。

垂直档位：调小垂直档位（如 1mV/div 或 2mV/div），让噪声波形占满屏幕 2/3 左右，便于观测。

触发方式：选择 Auto（自动触发），确保波形稳定显示。

消除接地环路干扰

探头接地夹应尽量靠近短接处，缩短接地引线长度（过长会引入电磁干扰）。

若示波器有隔离通道或使用电池供电，可进一步降低接地环路带来的噪声。

采集噪声数据

观察示波器屏幕上的噪声波形，为随机噪声，无固定频率成分。

记录噪声的 峰峰值（Vpp）：即噪声波形最高点与最低点的电压差，这是最直观的底噪指标。

若需更精准的有效值（Vrms），可使用示波器的 测量功能，直接读取噪声的有效值（一般峰峰值约为有效值的 6~8 倍）。

三、数据处理与注意事项

1.多次测量取平均值

同一档位下重复测量 3~5 次，取峰峰值的平均值，减少偶然误差。

分别测试探头不同档位（如 1X/10X）、不同带宽下的底噪，形成完整的测试报告。

2.区分底噪与外部干扰

若噪声波形中出现固定频率的尖峰（如 50Hz/100Hz 工频干扰），属于外部电磁干扰，需优化测试环境后重新测量。

正常的探头底噪应为无规律的随机波形，无明显的周期性成分。

3.对比参考标准

参考探头的 datasheet 指标，若实测底噪远高于标称值，可能是探头损坏、老化或连接不良。

例如普科科技 PKDV508E 高压差分探头，标称底噪通常在 mV 级，不同带宽下数值不同。

四、拓展：底噪对测量的影响

探头底噪决定了测量的最小可分辨信号，若被测信号幅值接近或低于底噪，会被噪声淹没导致无法准确测量。因此，在微弱信号测试场景（如电源纹波、传感器小信号），需优先选择底噪更低的探头。

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