探头的种类很多，如电流探头、差分探头、高压探头、无源探头等，其中高压差分探头在开关电源应用中十分广泛，然而很多用户对差分探头的理解还不够深刻，优测科技将重点讲述如何利用高压差分探头进行差分信号的测量。

高压差分探头差分放大原理是指一对信号同时输入到放大电路中，然后相减，得到原始信号。差分放大器是由两个参数特性相同的晶体管用直接耦合方式构成的放大器。若两个输入端上分别输入大小相同且相位相同的信号时，输出为零，从而克服零点漂移。

高压差分探头可将任意间的两点浮接信号，转换成对地的信号，以供应示波器、电表、或计算机使用，非常多的电路，尤其是电机电路，含有直流抵补（DC OFFSET） 或交流抵补（AC OFFEST）甚至完全没有对地回路，此时冒然使用示波器将造成触电，或损坏示波器，或造成电线走火，此时唯有使用差分探头才是较好的选择。

高压差分探头的工作原理及主要作用是什么

常见的差分探头中有一类是针对低压信号的，在高速的数字电路中这种差分信号比较常见，这一类差分探头的测量电压常见的幅值是±8V，带宽一般在1GHz以上；另一类是专门针对高压测量的，测量电压高达上KV，在开关电源测量中这种差分信号比较常见，这类差分探头叫高压差分探头，测量电压一般在KV级别，带宽在20MHz—100MHz范围内比较常见。

差分探头主要是针对浮地系统的测量，电源系统测试中经常要求测量三相供电中的火线与火线，或者火线与零（中）线的相对电压差，很多用户直接使用单端探头测量两点电压，导致探头烧毁的现象时有发生。这是因为：大多数示波器的“信号公共线”终端与保护性接地系统相连接，通常称之为“接地”。

目前高压差分探头差分信号的常见测量方法有3种：

示波器浮地测量

目前常见的错误浮地测量方法就是示波器浮地测量方法，是通过切断标准三头AC插座地线的方法或使用一个交流隔离变压器，切断中线与地线的连接。将示波器从保护地线浮动起来，，以减小地环路的影响。这种方法其实并不可行，因为在建筑物的布线中中线也许在某处已经与地线相连，是不安全的测量方法；此外，它违反了工业健康和安全规定，且获得的测量结果也差。而且示波器在地浮动时会出现一个大的寄生电容，浮动测量将受到振荡的破坏，测量的波形失真严重，后续会有实例演示。总而言之，示波器浮地测量容易损坏被测器件；损坏示波器；给人身带来潜在危害；测量误差大。

使用两个探头测量，再利用示波器数学运算功能计算

使用两个探头进行两项单端测量，这是一种常用方法，也是进行差分测量不希望的方法。测量到地的信号（单端）及使用示波器的数学运算函数（通道A信号减去通道B），就可测量差分信号。在信号时低频信号，信号幅度足够大，能够超过任何担心的噪声情况下，可以采取这种方法。两个单端测量组合在一起有多个潜在问题。

优测科技讲解高压差分探头差分信号的常见测量方法

其中一个问题是沿着每个探头直到每条示波器通道有两条单独的长信号通路。这两条通路之间的任何延时差都会导致两个信号发生时间偏移。在高速信号上，这个偏移会导致计算的差分信号中发生明显的幅度和定时误差。

另一个问题是它们不能提供足够的共模噪声抑制。实际电路中，共模噪声源很多，比如说，附近时钟线在两条信号线上导致的噪声，荧光等外部来源发出的噪声。随着频率的提高，单端测量的CMMR（共模抑制比）的性能会迅速下降。如果保留共模干扰的话，这会导致信号的噪声比实际的噪声还要大的多。

差分测量

浮地测量较好的解决办法就是使用高共模抑制比的差分探头，因为两个输入端都不存在接地的问题，两路输入信号的差分运算在探头前端放大器完成，传输到示波器通道的信号是已差分后的电压，示波器无需去掉三线插头的接地端即可实现安全的浮地测量。