電流探（tàn）頭本質

圖2：（a）直連頻（pín）譜儀（yí） （b）連（lián）接前置放大器

 

為什麽電流探頭（tóu）形狀是環形，而（ér）且能把噪聲信（xìn）號測量出來了。其（qí）實電流探（tàn）頭本質上是一個環（huán）形變壓器，如圖3所（suǒ）示。

 

圖3：電（diàn）流探頭等效示意圖

 

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繞組，而探頭的（de）繞（rào）組是次級（jí）繞組。當（dāng）導（dǎo）線（初（chū）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（zhōng）在電流探（tàn）頭內部的環形磁芯中循環流動，根據法拉第定律，磁芯中流（liú）動的磁場會在次級線圈上感應到電動勢Vind，Vind在頻譜（pǔ）儀內部Zin(50Ω)上產生頻率範圍內的噪聲電流。圖4為電（diàn）流（liú）探（tàn）頭端接50Ω示意圖。

 

圖4：電流探頭端接頻（pín）譜50Ω阻抗

 

知道原理後，我們（men）就可以（yǐ）利用磁環和線圈自製（zhì）簡易的電流鉗進行測試（shì）。圖5為自製探頭。

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噪聲時，可在環形探頭上增加磁環，由於磁環的磁芯材料擁有高磁導率的特性，被測線束上噪聲電流所產生（shēng）的磁（cí）場大部分都在磁環中流動，而不是發散到空氣中，互感原理，穿透過環形探頭的磁通量將被增強（qiáng），根據法拉第（dì）定（dìng）律，我們知道，環形探頭上感應到的磁通（tōng）量越（yuè）多，頻譜儀端50Ω阻抗上感應到（dào）的（de）電動勢也就越大，被測噪（zào）聲幅值將提高，測試結（jié）果（guǒ）更準確。如圖6所示。

 

圖（tú）6 用磁環（huán）提高環形探頭測（cè）試的靈（líng）敏度

 

對於係統（tǒng）級的設備來說（shuō），機器內部不同功能模塊之間的連接的信號線和電源線（xiàn）較多，要使（shǐ）用頻譜儀和近場探頭來（lái）精確具體的噪聲源和耦合路徑較為困難，此時就可使用（yòng）上（shàng）述環（huán）形（xíng）近場探頭與（yǔ）磁環搭配的裝置進行測試（shì）。