工频干扰现象

当示波器的输入端连接上探头时，即使探头木与任何信号源相连，示波器的显示屏上往往也会m现波形。这就是工频干扰波形。按通常的理解，示波器的探头既然没有馈入任何信号，那显示屏上按说应该显示水平扫描线，怎么会出现波形呢？既然是工频干扰，对信号的测量又有什么影响呢？

示波器的低频输入阻抗是很高的。对于高频信号，由于输入电容的容抗下降，输入阻抗就会下降。由于示波器探头的馈线较长，所以，虽然外层是具有屏蔽层的同轴电缆，但对于丁频这么低的频率，几乎没有屏蔽作用。于是，对于工频来说，探头的馈线就相当于“天线”，会捡拾工频电磁波中的电场干扰，在显示屏上显示出工频干扰的波形，且幅度很大（可达十几伏特）。如果将探头的探针与地线短接，则显示屏上的波形就会消失。这是因为线间的阻抗下降到零阻抗。实际上，凡是低频高阻抗的测量仪器，都会对工频干扰产生反应（T频干扰本身也是很强的干扰源）。那么，在用示波器进行测量时，工频干扰对测量结果会有什么影响呢？对一般的被测电路而言，其输出阻抗大多比较低，故工频干扰的影响一般反映不出来。即当示波器的探头与输出阻抗较低的被测电路相连时，显示屏上的工频干扰波形会消失。绝大多数的情况下是这样的。但是，如果被测电路测试点的阻抗很高肘（例如高达几百千欧姆），这种影响就会变得显著了。例如要测量一个场效应管放大器输入端的波形，当把测试点选为其输入耦合电容之后的场效应管的栅极，尽管放大器的输入端所接的信号源的阻抗可能很低。但是，由于场效应管放大器的输入电容的容量一般很小（一般为零点几微法或者更小），对于工频来说，阻抗很高，场效应管的输入阻抗也很高，此时工频干扰的影响将会使测量无法进行，必须采取某些措施来消除工频干扰的影响。

实际上，当探头的探针与地线短接时，虽然可避免捡拾空间IS61LV2568L-10TL/.html" target="_blank" title="IS61LV2568L-10TL/">IS61LV2568L-10TL/电磁波的电场干扰。但是，由于此时探针与地线之间构成了一个闭合回路，故它可以捡拾空间电磁波的磁场干扰，尤其是高频磁场干扰（_丁频干扰因为频率低，其磁场干扰就不是那么显著）。如果将这个闭合环路放到一个频率较高（例如10MHz）的振荡器附近，即可观察到显示屏上的干扰波形，虽然，此时示波器的探头并未与振荡器有任何的连接。故对于电场干扰，在低频和探头与地线之间阻抗高时显著；而对于磁场干扰，则在高频和探头与地线之间阻抗低时显著。所以，在某些场合下，需要判断所显示波形是正常的被测信号，还是被测信号中混有干扰。关于电磁干扰，这是一个专业的技术问题，此处不多涉及。

对于示波器所显示的工频干扰波形，如果正确认识了它，就会将其转变为一种经验，并且利用这种经验进行某些判断。

例如，被测信号是几千赫兹的正弦波，示波器的显示屏上也显示出的正弦波，而且叠加在幅度较大的工频干扰的波形上。

而如果又知道被测线路（例如放大器）的输出阻抗并不高（例如不超过十千欧），就可以断定示波器探头昀地线没有连接好。因为只有在地线没有连接上的时候，才会因为探头与地线之间的阻抗大而产生工频干扰。

如果将示波器探头与被测信号源相连，打开信号源和示波器的电源，确定信号源和示波器的开关旋钮的位置正确。但是，示波器上却只显示一条水平扫描线，而没有波形显示。此时，如果信号源的幅度不是过小，则可能的情况有：①信号源根本就没有输出，信号源损坏；②示波器探头损坏；③示波器Y轴通道损坏。那么，如何判断故障部位呢？将示波器的探头与信号源之间的连接断开，用手捏住探针（人体同样是一个“天线”，同样可接收丁频干扰），这时示波器上应该显示出幅度很大的工频干扰（假定示波器的垂直模式开关置于CH1挡位，探头连接到CH1输入端），如果示波器上确实显示出幅度很大的工频干扰波形，则说明探头和示波器是正常的，而信号源有问题。如果没有波形显示，则可能是探头，或者示波器有问题。此时，将示波器探头从示波器上取下来，用手拿镊子或者一段裸导线接触示波器y轴输入端的内导体（即芯线），如果显示屏上出现工频干扰波形，则可肯定是探头损坏（一般探头损坏率比较高），如果没有出现波形，则问题出在示波器上。