在從墻上插座到供電設(shè)備的過(guò)程中，電源通常會(huì)經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)電源，交流信號(hào)在到達(dá)設(shè)備之前會(huì)被整流為直流。之后，直流信號(hào)（通常為 5 V）被傳送到設(shè)備 PC 板上的 DC-DC 轉(zhuǎn)換器，以將各種電壓饋送到設(shè)備供電網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)分支。讓我們來(lái)看看與測(cè)試開(kāi)關(guān)電源相關(guān)的一些測(cè)量技術(shù)和注意事項(xiàng)。

　　圖 1. 所示為一個(gè)基本的開(kāi)關(guān)電源電路，左側(cè)為交流輸入的二極管/電容整流器，后面跟著一個(gè)由 PWM 控制器驅(qū)動(dòng)的開(kāi)關(guān)晶體管，該控制器決定變壓器遠(yuǎn)端有多少直流功率。
　　基本的開(kāi)關(guān)電源電路是什么樣的？在圖 1 中，左側(cè)的輸入側(cè)以二極管和電容器開(kāi)始，用于整流交流輸入。接下來(lái)是開(kāi)關(guān)晶體管，通常是 MOSFET，由脈沖寬度調(diào)制 (PWM) 控制器驅(qū)動(dòng)，該控制器決定變壓器遠(yuǎn)端有多少直流電。部分信號(hào)被饋送到運(yùn)算放大器，該運(yùn)算放大器向 PWM 調(diào)制器提供反饋，以便它可以根據(jù)負(fù)載正確調(diào)節(jié)直流電壓。
　　變壓器兩側(cè)均可進(jìn)行多項(xiàng)測(cè)量。在不以地為參考的輸入側(cè)，測(cè)量包括：
　　浪涌電流
　　電能質(zhì)量
　　線(xiàn)路電源
　　開(kāi)關(guān)損耗
　　安全操作區(qū)
　　控制回路
　　動(dòng)態(tài)導(dǎo)通電阻
　　在以地為參考的輸出側(cè)，測(cè)量項(xiàng)目包括：
　　階躍負(fù)載響應(yīng)
　　波紋
　　變壓器BH（磁化）
　　飽和
　　關(guān)斷特性
　　測(cè)量電壓
　　開(kāi)關(guān)電源上的電壓存在一些測(cè)量挑戰(zhàn)。它們涵蓋從毫伏到千伏的寬動(dòng)態(tài)范圍。在輸入端，它們不以地為參考。您必須擔(dān)心電路負(fù)載的影響。而且，這是一個(gè)固有的嘈雜環(huán)境；噪聲可能會(huì)耦合到您的探頭和/或您要測(cè)量的信號(hào)中?！　∈褂猛ㄓ檬静ㄆ骱偷湫偷?10 MΩ 無(wú)源探頭，測(cè)量電壓時(shí)會(huì)出現(xiàn)以下問(wèn)題：如果要探測(cè) MOSFET，接地引線(xiàn)應(yīng)連接在哪里？如果 V GS一側(cè)為 +175 V  ，另一側(cè)為 -175 V，則沒(méi)有真正的接地。當(dāng)然，您可以將地連接到一側(cè)，但這很容易導(dǎo)致短路。探頭的接地引線(xiàn)連接到示波器的外殼，示波器的外殼通過(guò)示波器電源線(xiàn)中的接地線(xiàn)連接到大地（圖 2）。這會(huì)導(dǎo)致接地環(huán)路，在攔截任何雜散磁場(chǎng)時(shí)，其作用類(lèi)似于短路變壓器匝。當(dāng)然，承載大電流的導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生這些磁場(chǎng)。

　　圖 2. 探頭的接地引線(xiàn)連接到示波器外殼，示波器外殼通過(guò)示波器電源線(xiàn)中的接地線(xiàn)接地。這導(dǎo)致接地環(huán)路在攔截任何雜散磁場(chǎng)時(shí)，其作用類(lèi)似于短路變壓器線(xiàn)圈。
　　接地環(huán)路中的循環(huán)電流會(huì)在環(huán)路內(nèi)的任何阻抗上產(chǎn)生電壓。對(duì)于交流分量，主要的損耗元件是電感。探頭尖端的接地導(dǎo)線(xiàn)形成一個(gè)電感器，該電壓的交流分量出現(xiàn)在該電感器上。因此，示波器探頭輸入端的電壓不等于探頭尖端的電壓。示波器測(cè)量的是 BNC 連接器處的電壓，而不是探頭尖端處的電壓?！　?wèn)題的答案是使用真正的差分放大器，它能為不以地為參考的信號(hào)提供最佳的測(cè)量質(zhì)量（圖 3）。差分放大器的輸出以地為參考，因此示波器保持安全接地。放大器的兩個(gè)輸入都是高阻抗的，從而最大限度地減少了電容負(fù)載對(duì)電路操作和測(cè)量的影響。

　　圖 3. 解決接地環(huán)路問(wèn)題的方法是使用真正的差分放大器，它可以為不以地為參考的信號(hào)提供最佳的測(cè)量質(zhì)量。
　　差分放大器接收兩個(gè)輸入信號(hào)并將它們相減，這樣就無(wú)需接地。它還有一個(gè)好處，就是可以抵消兩個(gè)探頭上的任何公共信號(hào)（共模抑制）。因此，MOSFET 開(kāi)關(guān)耦合的噪聲通常會(huì)進(jìn)入兩個(gè)探頭并被抵消。