用两根探头分别测出一个电阻(甚至可以是一段线,当然前提是这段线的电阻大到其两端可以产生合适的电位差)两端的电压V1、V2,然后用示波器的计算功能就能实时地计算出△V=V1-V2,而I=△V /R,只要环境不发生激烈的变化等我们可认为R是不变的,因此I是随△V线性变化的,所以△V的变化反映的就是电流的变化。
实例验证:
下面示波器截图1测试的是某PCB上一MOS管在上电瞬间,漏极和源极之间的电压和电流变化,其中棕色波形是源极电压Vs,紫色波形是漏极电压Vd,黄颜色的较粗波形就是通过示波器运算功能计算出来的漏源极电压 △Vsd =Vs-Vd(本例中通道C1测量的是Vs,通道C2测量的是Vd,因此具体的运算设置就如图2所示的C1-C2);绿色波形是用有源电流探头测试出来的漏源极电流Isd,从Isd和 △Vsd两者的波形对比可看出,它们的变化过程非常接近;用有源电流探头测出的Isd峰值大概为3.6A;计算得到的△Vsd峰值大概为0.43V,用万用表测得的该线路电阻大概为0.15?,因此用电位差方法得到的电流峰值大概为0.43V/0.15 ? =2.87A,这跟有源电流探头测试的结果有差别,当然这跟MOS管不同状态的导通电阻、示波器、无源探头、万用表的误差等有关,但是用这个方法来测试我们最关注的电流变化过程是完全可行的,通过观察电流的变化可以大致知道MOS管的损坏最可能在什么时候发生,从而为采取正确的措施提供依据。
看到这里,有经验的工程师可能会提出一个问题: 使用普通的探头进行测试,共模抑制比CMRR如何解决? 确实是存在这个问题,不过我们前面也提过,这方法最主要是可让我们看到电流的变化过程,在各种因素的影响下用这方法测试出来的具体电流值的准确程度肯定比不上专门的有源电流探头(如果这个不花钱的方法能完全解决几万元才能解决的问题,以后有源电流探头就卖不出去了,当然如果你恰好看到本文,某天用电流的变化分析解决了以前的某个悬案,不妨可以此说服老板少喝两瓶,买个电流探头^_^);而且要解决CMRR的话就需要用到有源差分探头,这东东的身价跟电流探头可有一拼了,这样的话就达不到我们不花钱的目的了^_^;不过,Vs-Vd有个好处就是可消除一部分信号上的干扰。
另外,我们从截图可以看到,单点的电压Vs或Vd的变化不同于Isd的变化,所以不要陷入用单点电压变化来估算电流变化的误区。
图1 通过两个电压相减得到电压差近似测量电流的变化。