SHS1000具备宽带隔离的双通道隔离示波表

 

　　SHS1000系列隔离示波表是深圳市鼎阳科技有限公司在成功的台式SDS1000系列示波器产品基础上，融入最新的宽带隔离专利技术推出的双通道隔离示波表。集示波器，万用表，记录仪(包括趋势图和波形记录仪)功能于一身。

　　一：从mV到kV的测量，通道间完全隔离

　　关于“浮地”测量

　　SHS1000系列示波表输入部分采用宽带隔离专利技术。标准双通道输入的示波器的两个输入端是共地的，而SHS1000系列示波表的两个输入端则是完全隔离的，这意味着可以在两个输入端子同时安全地接入相差很大的电压，输入端子间的隔离安全等级高达CAT II 1000V , CAT III 600V。 CAT是IEC定义的测量仪器地的安全等级，它不但规定了测量仪表的最大额定电压，还规定了仪表所使用的环境，即过压分类――CAT III 比CAT II 要求更严格。SHS1000系列示波表每个输入端子的浮动电压，即端子到地之间的最大电压，高达CAT II 1000V 、 CAT III 600V， 可以满足大部分的浮地测量环境。

　　传统示波器仅限于进行参考地的测量，原因是大多数示波器的地线(探头的接地线或BNC的外壳)是和保护地相连接。如果连接到示波器外壳上的地线通过交流电源线中的地线连接到大地，这样意味着，所有的测量都必须相对与接地进行，这就限制了典型示波器在测量都不接地的两点间的电压时的应用，通常这种测量也称为“浮地”测量，由于信号线的共模电压与地之间的电压可能高达数百伏，甚至上千伏，这种测量在开关电源、马达驱动、整流器等电力电子电路中是必须面临的。

　　一些工程师，采用断开电源线的接地线，或采用隔离变压器，将示波器“浮”起来，探头的地线连接到其中一个测试点上进行测量，该测试点的共模电压可能高达上百伏，此时示波器的外壳也会带上高压，对用户、被测单元和仪器构成威胁。此外，它违反了工业健康和安全规定，另外交流供电仪器在地面浮动时会出现一个大的寄生电容，浮动测量会出现振荡，获得的测量结果也差。对这种浮动测量，专业示波器厂家是坚决禁止的。对一些采用电池供电的通用示波器，例如象TDS3000B，可以进行浮动测量，但最高只能进行30VRMS的安全浮动测量。

　　另外针对这种浮地测量，用户也可以选择采用隔离的差分探头来解决，这是一种安全可靠的方式，使接地示波器可以进行浮动测量，但是对测量设备的成本和复杂性提出了新的要求，可能需要独立的电源，而且其增益和偏差特征也会带入到每次测量中，配有差分探头的示波器侧重于性能和安全(带宽、隔离)，而牺牲了可移动性和成本。

　　采用隔离示波器可以直接进行浮地测量，安全简便。SHS1000系列手持示波表就是一台真正意义上的隔离示波器，BNC输入参考对地、通道之间完全隔离，可以做到CATII 1000V、CATIII 600V的安全级别，支持电池供电，手持型，重量轻，方便携带，适合室外携带测试。

　　SHS1000系列隔离示波表隔离指标

　　SHS1000系列手持隔离示波表采用宽带隔离专利技术，实现从DC~100MHz带宽信号的隔离，双通道输入，采样率1GSa/s，2Mpts的深存储，垂直档位从5mV/div到100V/div。 BNC侧输入电压可以到CATII 300V, CAT III 150V，采用随机配的10:1探头， 探头可以探测的电压可以到CAT II 1000V、 CATIII 600V。

　　参照下图，通道1电路和通道2电路之间电气隔离，且数字采集电路之间也通过隔离器电气隔离， 图中的隔离器包括了宽带信号的隔离和电源的隔离。其中宽带信号隔离采用了宽带隔离专利技术，实现从DC到100MHz(-3dB)信号的隔离，带内实现很好的平坦度。

　　

 

　　示波器部分功能框图。

　　通道1电路和通道2电路完全电气隔离，且后端的数字采集电路完全电气隔离，不管是采用交流适配器供电或是电池供电，BNC的外壳或探头的接地端可以探测的浮地电压，以及通道之间的隔离电压可以达到CAT II 1000V、 CAT III 600V。

　　参照下图，SHS1000系列隔离示波表探头输入端或BNC输入端的测量电压以及浮地电压。

　　

 

　　探头，BNC处输入电压图示。

　　带内平坦图

　　

 

　　SHS1000系列示波器的幅频响应。

　　开关电源浮地测试

　　

 

　　典型的开关电源原理图。

　　分别使用SHS1000系列示波表和Fluke199示波表测量上述原理图中的T2 MOS管的Vgs，Vds的电压波形。

　　

 

　　Vgs，Vds测量波形(SHS1000系列隔离示波表测量)。

　　

 

　　Vgs，Vds测量波形(Fluke 199测量)。

　　二：深存储

　　SHS1000系列隔离示波表最大存储深度可以到2Mpts，是目前业界示波表中存储深度最大的。

　　三：测量和频谱分析

　　支持FFT分析

　　

 

　　示波器FFT界面。

　　自动测量支持32种参数的自动测量

　　

 

　　示波器自动测量界面。

　　四：趋势图

　　示波器趋势图

　　示波器趋势图是在示波器模式时，将波形的测量参数保存在内存中，然后显示在屏幕上的过程。可以同时支持2个参数的趋势显示。

　　

 

　　示波器趋势图界面。

　　示波器趋势图支持两种显示模式(全显和正常)。全显模式下，能够将所有记录在内存中的测量参数值的趋势显示在屏幕上，显示的过程中，会动态的调整水平和垂直位置上的显示效果，另外，支持光标和缩放功能，根据光标的不同位置，会显示相应的测量值和相对时间，缩放的标准也是以光标位置为中心进行缩放;正常模式下，则是将最新记录到的点(最多300个点)显示在屏幕上，显示的过程中，只能动态调整在垂直位置上的显示效果，另外支持光标功能。

　　能够将保存在内存中的测量值，导出到U盘中，用于二次开发或者数据分析。

　　记录长度为815400个点，记录时间大于24小时

　　万用表趋势图

　　万用表趋势图是在万用表模式时，将从万用表获取的测量值保存在内存中，显示在屏幕的过程。同示波器趋势图，万用表趋势图支持正常和全显两种模式

　　

 

　　万用表的趋势图界面。

　　支持8种采样率，选择不同的采样率，可以观察不同时间段内测量值的变化趋势。

　　测量值的记录方式有两种(手动记录和自动记录)，手动记录模式下，需要按“RECORDER”按键一次，则记录一次测量值;自动记录模式，则会以固定的时间间隔自动记录测量值。

　　能够将保存在内存中的测量值，导出到U盘中，用于二次开发或者数据分析。

　　记录长度为1461600个点，选择不同的采样率，记录时间分别： 40小时36分(10Sa/s)、81小时12分(5Sa/s)、203小时(2Sa/s)、406小时(1Sa/s)、812小时(0.5Sa/s)、2030小时(0.2Sa/s)、4060小时(0.1Sa/s)、8120小时(0.05Sa/s)。

　　五：波形记录仪

　　波形记录功能主要是连续记录波形的功能。该功能工作于示波器扫描时基，即100ms/div至50s/div范围内。最大存储7M点波形数据，内存记录时最长记录时间17小时20分钟(50s/div时基)。U盘存储时最大4GB(最长记录器时间最长时间29641小时50分40秒)，记录下来的波形，可以任意回放，并可缩放到任意时基档位、任意电压档位(2.5NS – 50S;2mv – 5v)，以供用户观察波形细节，两通道同时记录时，最大采样率可达25KSa/s，显示有整帧模式和逐点模式。

　　记录器功能提供U盘存储和内存存储方式，同时提供一边保存一边显示的功能。当用户手动停止记录器或者记录器存储区已满、自动停止之后，记录器可提供波形回放功能以及波形数据转移功能。所述的记录器功能实现了波形存储、显示的无缝连接。

　　目前，市场上的示波器记录波形时，由于波形数据采集单元和处理器都会空闲一段时间，使得波形数据采集单元每次采集循环之间的时间间隔较长，由此造成死区时间，而记录器能长时间不间断地记录波形，消除死区时间，使得记录的波形是无缝隙的波形，从而提供给客户观察波形细微变动的功能。

　　六：万用表

　　万用表模式可以测量直流电压，交流电压，直流电流，交流电流，电阻，电容，二极管，通断功能;

　　

 

　　直流电压测量界面。

　　

 

　　交流电流测量界面。

　　

 

　　电阻测量界面。

　　6000字万用表量程：

　　直流电压(-1000Vdc—1000Vdc)

　　交流电压(0—750Vac)

　　直流电流(0—10A)

　　交流电流(0—10A)

　　电阻 (0—60MΩ)

　　电容 (40nF—400uF)

　　二极管 (0—2V)

　　通断测量(小于50Ω)

　　万用表的控制端地与示波表数字采集电路部分的地连接，万用表的信号输入端的地与其控制电路的地通过隔离器件实现电气隔离，电气隔离等级为CAT II 600V、CAT III 300V。