在電力電子與半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件的測(cè)量中，存在大量高壓共模噪聲與快速開(kāi)關(guān)干擾。如果差分探頭的共模抑制比（CMRR）不足，那么原本應(yīng)為零或微弱的差模信號(hào)可能被共模干擾淹沒(méi)、扭曲或出現(xiàn)毛刺。

本文基于低頻與高頻實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)比分析麥科信差分探頭與競(jìng)品在共模干擾環(huán)境下的表現(xiàn)差異，以評(píng)價(jià)其在實(shí)際電力電子應(yīng)用中的可靠性與抗干擾能力。

01什么是共模抑制比（CMRR）

共模抑制比（CMRR，Common-Mode Rejection Ratio）用于衡量差分探頭抑制共模信號(hào)的能力。理想情況下，當(dāng)兩個(gè)輸入端同時(shí)施加相同的共模電壓時(shí)，探頭輸出應(yīng)為零，僅對(duì)兩端之間的差模信號(hào)作出響應(yīng)。

但在實(shí)際電路中，由于通道增益與相位匹配誤差、寄生電容、電路不對(duì)稱(chēng)以及高頻失配等非理想因素的存在，探頭對(duì)共模信號(hào)總會(huì)產(chǎn)生一定殘余響應(yīng)。

尤其在頻率升高后，這些非理想效應(yīng)被進(jìn)一步放大，使得CMRR往往隨頻率快速下降。因此，在開(kāi)關(guān)電源、高速驅(qū)動(dòng)電路以及GaN/SiC器件的浮地節(jié)點(diǎn)測(cè)量中，高頻CMRR成為評(píng)價(jià)差分探頭性能的關(guān)鍵指標(biāo)之一。

02高壓差分探頭DP系列的CMRR實(shí)測(cè)

在高側(cè)（HS）MOSFET半橋結(jié)構(gòu)中，測(cè)量柵源電壓V_GS或開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)波形時(shí)，測(cè)點(diǎn)通常疊加了大幅度、快速變化的共模電壓。如果差分探頭的 CMRR不足，差模信號(hào)極易被共模干擾掩蓋。

本次測(cè)試選用麥科信DP系列高壓差分探頭。該系列具備較高的輸入阻抗和較低的輸入電容，可有效降低對(duì)被測(cè)電路的負(fù)載效應(yīng)，從而提升測(cè)量精度。

以DP700為例：在100kHz頻率、共模信號(hào)幅值198.2V的條件下，實(shí)測(cè)探頭輸出的共模殘余約為144.6mV，對(duì)應(yīng)共模抑制比大于63dB。這一結(jié)果表明，在低頻高壓共模環(huán)境中，該探頭仍能較好地抑制共模干擾。

03低頻信號(hào)下的共模對(duì)比

在低頻測(cè)試中，將麥科信DP700與競(jìng)品差分探頭并聯(lián)接入GaN半橋V_DS上管信號(hào)，輸入端短接，并開(kāi)啟5MHz帶寬限制。理論上，輸入短接時(shí)，探頭輸出應(yīng)保持在零電平附近。

實(shí)測(cè)結(jié)果顯示，競(jìng)品探頭（紅色）在輸入短接狀態(tài)下仍出現(xiàn)明顯波形變化，尤其在高壓方波關(guān)斷瞬間伴隨明顯的上沖與下沖，反映其在該頻段的共模抑制能力有限。相比之下，麥科信差分探頭（黃色）在相同條件下輸出波形穩(wěn)定、干凈，未觀察到明顯干擾，體現(xiàn)出更優(yōu)異的低頻共模抑制性能。

測(cè)試設(shè)置：

● 電壓量程：1V/div

● 帶寬：20MHz

● 輸入阻抗：1MΩ

04高頻信號(hào)下的共模表現(xiàn)

將麥科信DP700與競(jìng)品探頭并聯(lián)接入GaN半橋V_DS上管信號(hào)，輸入端短接，帶寬限制解除，用于觀察高速開(kāi)關(guān)瞬間的共模干擾表現(xiàn)。

測(cè)試設(shè)置：

● 電壓量程：5V/div

● 帶寬：200MHz

● 輸入阻抗：1MΩ

競(jìng)品探頭在高速開(kāi)／關(guān)瞬間出現(xiàn)明顯尖刺波形，顯示共模干擾滲入差模輸出；而麥科信探頭波形更為平滑，尖刺幅度顯著更小。

這說(shuō)明，麥科信探頭在高頻帶寬下仍能保持更高的共模抑制比，有效抑制高頻噪聲帶來(lái)的干擾，使波形更接近信號(hào)真實(shí)形態(tài)。

05結(jié)語(yǔ)

共模抑制比實(shí)際測(cè)量中是直接影響波形準(zhǔn)確性的關(guān)鍵因素之一。尤其在GaN、SiC等高速、高壓應(yīng)用中，CMRR的差異往往決定了能否準(zhǔn)確觀察到器件真實(shí)的開(kāi)關(guān)行為。

因此，在實(shí)際工程調(diào)試中，選對(duì)探頭，往往和選對(duì)示波器同樣重要。通過(guò)低頻與高頻實(shí)測(cè)可以看到，在強(qiáng)共模干擾環(huán)境下，差分探頭的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)——包括通道匹配、輸入結(jié)構(gòu)與高頻特性——都會(huì)直接反映到最終波形上。

麥科信DP系列差分探頭在多種測(cè)試條件下展現(xiàn)出的穩(wěn)定表現(xiàn)，為電力電子工程師在復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景中的測(cè)量提供了更可靠的選擇。