使用示波器测量双向直流电源的差模与共模传导时，需结合数学运算功能，通过双通道探头分别捕获差分对信号，并利用示波器的减法运算提取差模分量、加法运算提取共模分量。以下是具体步骤与注意事项：
一、测量原理
差模信号（
V
dm
）和共模信号（
V
cm
）可通过以下公式计算：
-
差模信号：
V
dm
=
V
+
−
V
−
（直接反映电源输出的有用信号，如正负电压交替）
-
共模信号：
V
cm
=
2
V
+
+V
−
（通常表现为噪声或直流偏置，需抑制以降低EMI干扰）
二、测量步骤
1. 硬件连接
-
探头配置：
使用两个型号相同的单端探头，分别连接差分对的正端（
V
+
）和负端（
V
−
），探头参考地（夹子）接同一系统地（如电源地）。
-
示波器设置：
打开双通道（CH1和CH2），调整垂直刻度（V/div）和偏移，使两通道信号清晰显示。确保通道设置一致（如耦合方式为直流耦合）。
2. 差模信号测量
-
数学运算：
在示波器中启用数学功能（Math），创建公式
CH1 - CH2
。屏幕上显示的波形即为差模信号（
V
dm
）。
-
观察与分析：
差模信号应呈现周期性变化（如正负电压交替），其幅值和频率需符合设计要求。若存在畸变，可能需检查电源滤波或负载匹配。
3. 共模信号测量
-
数学运算：
在数学功能中创建另一公式
(CH1 + CH2) / 2
。屏幕上显示的波形即为共模信号（
V
cm
）。
-
观察与分析：
共模信号通常表现为低频噪声或直流偏置。若幅值过高，可能需优化电源布局或增加共模滤波器（如共模扼流圈）。
三、关键注意事项
-
接地一致性：
所有探头参考地必须连接至同一干净参考点，避免因接地回路引入误差。
-
探头匹配：
使用两个单端探头时，需确保其增益、延时和带宽特性一致。高端示波器可提供探头延时校准功能。
-
带宽选择：
共模噪声可能包含高频成分，需确保探头和示波器带宽足够（如≥100MHz）。
-
安全防护：
测量高压系统（如电机驱动）时，必须使用高压差分探头，并佩戴绝缘手套。
-
同步触发：
若需分析周期性信号，可设置外部触发（如TTL信号）或使用示波器的边沿触发功能，确保波形稳定显示。
四、替代方案：专用差分探头
若预算允许，可使用差分探头直接测量差模信号（
V
dm
=
V
+
−
V
−
），但共模信号仍需通过两个单端探头数学运算获取。差分探头优势在于：
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抗干扰能力强：差分输入可抑制共模噪声。
-
动态范围大：适合测量高压差分信号。
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操作简便：无需手动计算差模值。
五、应用场景示例
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开关电源测试：
测量电源线上的差模和共模传导发射，优化EMI滤波器设计。
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电机驱动调试：
分析PWM信号的差模成分（有用功率传输）和共模成分（噪声辐射）。
-
通信接口测试：
验证CAN总线、RS-485等差分信号的完整性，确保抗干扰能力。
