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從高壓線電壓，嵌入式的電源到音頻設計和串行信號通信，無不可見差分丈量的身影，差分丈量給用戶提供了實實在在的便當，去對付那些細小，信噪比不高的難纏信號，而這經過普通的單端對地測試無法企及。

每個電子工程系一年級的學生都知道一個事實：兩點之間的電壓等于他們各自對地電壓的差值。假如我們把萬用表的兩支表筆放在一顆5號電池的兩頭我們也能得到正確的讀數，即便這時候萬用表是浮地的，沒有絕對電壓的參閱點。可是，關于示波器，狀況就變的有些雜亂了，由于示波器的設計往往是基于單端對地的方式，必須有一個地平面作為參閱輸入。一切的丈量通道都共享同一個地平面，也便是BNC端口的屏蔽殼，所以示波器一般來說都是丈量對地電壓。

這聽起來在功能上沒有很重大的差別，但卻會帶來非常不同的成果。最值得注意的，也是需要萬分當心的便是關于功率電路，單端丈量很簡略一個忽略造成對地短路。原本，在操作時把單端探頭與被測試設備的外殼銜接，經過電源線終究接地，這是一種相對安全的方式，由于它建立了一條阻抗相對較低的到地回路，避免了高壓大電流從人體流經到地。可是關于電路丈量自身來說，帶來的成果往往會有毛刺攪擾，比如系統過載導致的尖峰電流信號等等。甚至有時候你還沒開始測試呢，正負極的鱷魚夾一個不當心碰到一同，就造成了系統短路燒毀。

那么有什么解決方案呢？怎么樣安全地丈量這樣的電路信號呢？答案是要堵截到地回路，用兩只示波器表筆別離點測信號的兩頭，兩支表筆的地線相連可是不接入電路，這樣就能保證被測點沒有到地回路。

也許最簡略的辦法便是在標準示波器上憑借數學相減運算來模仿差分丈量。具體來說便是用一對輸入通道，別離接單端探頭，把它們的地線相連，并且遠離被測件，一起用兩根探頭別離勘探被測元件的兩頭，再提醒一次特別注意不要短路。之后把兩個通道測得的波形在示波器中進行減法運算，得到一組差分波形，這能夠叫做“偽差分丈量”。

請注意，這種測試辦法一個直接的代價是多占用一個通道，還有一個問題是電壓丈量的差錯在這個辦法中是累加性的，也便是說用兩個探頭，固有的差錯簡直翻倍。

所以，即便在傳統設備中，兩個單端探頭偽差分的測試辦法也不可取，人們大多會選擇一種更高雅（一起也更昂貴）的方式來做浮地丈量：購買差分探頭。實在的差分輸入結構能夠很好地抑制一起疊加在被測件兩頭的加性攪擾。這筆錢值得花，尤其是丈量一些靈敏的電路時，電源和電機等等構成的噪聲攪擾較大。即便有可觀的共模攪擾，VSIG依然很好地還原了信號。

有源差分探頭跟他們的同胞兄弟單端探頭相比，具有無與倫比的性能優勢。它們的共模抑制比很高而輸入容性阻抗很低。這有助于減小測試給電路帶來的額定負載，以及噪聲的影響，從而得到愈加實在的信號。現在你知道差分探頭有多么好用了，可古怪為什么他們在示波器丈量中不那么隨處可見呢？為什么它們常常是不得已的選擇？

答案清楚明了，太貴了。差分探頭增加了研制和生產的本錢投入，有時候幾支差分探頭的價格抵得上一臺示波器主機了。

運用差分丈量除了出于安全的考慮，你還能夠在一些單端探頭不起作用的時候把重要信息挖掘出來。典型的運用便是丈量浮地點的特性，這些點對地環噪聲非常敏感，這時單端丈量由于共模噪聲的存在變得毫無用武之地。

我們來看一個嵌入式的DC/DC功率電路。快速的一瞥，我們還不能非常明確大功率電感是接地的還是浮地的。從這個圖上來看，電感電流遭到好幾個因素的影響，頗為雜亂，具體來說便是Vin,Vout和負載的靜態直流電流。這是一個很值得展現差分丈量的電路。

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