電流（liú）探頭本質

圖2：（a）直連頻譜儀 （b）連（lián）接前置放大器

 

為什麽電流探頭形狀是（shì）環形，而且能把噪聲信號測量出（chū）來了（le）。其實電流探頭本質（zhì）上是一個環形變壓器，如圖3所示。

 

圖3：電流探（tàn）頭等效示意圖

 

當探頭夾在被測導線上時，被測導線其實相當於變壓器的初級（jí）繞組，而探頭的繞組（zǔ）是次級繞組。當導線（初級線圈）中通過電流時會產生磁場，由該磁場所產生的磁力線會集中在電流探頭內部的環形磁芯中循環流動，根據（jù）法拉第定律，磁芯中流動的磁場會在次級線圈上感應到電動勢Vind，Vind在頻譜儀內部（bù）Zin(50Ω)上產生頻率範圍內的噪聲（shēng）電流。圖4為電流探頭端接50Ω示意圖。

 

圖4：電流探頭端接頻譜50Ω阻抗

 

知道原理後（hòu），我們就可以利用磁環和線圈自製簡易的電流鉗進行測試。圖5為（wéi）自製探頭。

圖5 自製簡易電流探頭

 

觸類旁通，當使（shǐ）用環形探頭測試磁場（chǎng）噪聲時，可在環形探頭（tóu）上增加磁環，由於磁環的磁芯材料（liào）擁有高磁導率的特性，被測線束上噪聲電流所產（chǎn）生的磁（cí）場大部分都在磁環中流動，而不是發散到空氣中，互感原（yuán）理，穿透過（guò）環形（xíng）探頭的磁通量將被增強，根據法拉第定律，我們（men）知道，環形探頭上感應到（dào）的（de）磁通量越多，頻譜儀端50Ω阻抗上感應到的電動勢也就越大，被測噪（zào）聲幅值將提高，測（cè）試結果更準確（què）。如（rú）圖（tú）6所示。

 

圖6 用磁環提高環形探頭測試的靈敏度

 

對於係統級的設備來說，機器內部（bù）不同功能模塊之間的連接的信號線（xiàn）和電源線較（jiào）多，要使用頻（pín）譜儀和近場探頭來精確具體的噪聲源和耦合路徑較為困難，此（cǐ）時（shí）就（jiù）可使用上述（shù）環形近場探（tàn）頭與磁環搭配的裝置進行測試。