麦科信高压差分探头DP系列的共模抑制比实测
在电力电子和半导体开关器件的测量中，存在大量的高压共模噪声和快速开关干扰。如果差分探头的共模抑制比(CMRR) 不足，则本应为零或较弱的差模信号可能会因共模干扰而被淹没、失真或出现故障。
本文基于低频和高频实测数据，对比分析了McCoxin差分探头与竞品在共模干扰环境下的性能差异，以评估其在实际电力电子应用中的可靠性和抗干扰能力。
01什么是共模抑制比（CMRR）
共模抑制比(CMRR) 用于测量差分探头抑制共模信号的能力。理想情况下，当相同的共模电压同时施加到两个输入端子时，探头输出应为零，仅响应两个端子之间的差模信号。
但在实际电路中，由于通道增益和相位匹配误差、寄生电容、电路不对称、高频失配等非理想因素的存在，探头总会对共模信号产生一定的残余响应。
尤其是当频率增加时，这些非理想效应进一步放大，导致CMRR往往会随着频率的增加而迅速下降。因此，在开关电源、高速驱动电路、GaN/SiC器件的浮动节点测量中，高频CMRR已成为评价差分探头性能的关键指标之一。
02 高压差分探头DP系列CMRR实测
在高侧（HS）MOSFET半桥结构中，在测量栅源电压V_GS或开关节点波形时，测量点通常叠加有大幅度且快速变化的共模电压。如果差分探头的CMRR 不足，差模信号很容易被共模干扰掩盖。
本测试使用Maxine DP系列高压差分探头。该系列具有高输入阻抗和低输入电容，可有效降低负载对被测电路的影响，从而提高测量精度。
以DP700为例：在频率100kHz、共模信号幅度198.2V的条件下，测得探头的共模残留输出约为144.6mV，对应大于63dB的共模抑制比。结果表明，在低频、高压共模环境下，探头仍能很好地抑制共模干扰。
03 低频信号下的共模比较
低频测试中，Maxine DP700与竞品差分探头并联GaN半桥V_DS上管信号，输入端短路，开启5MHz带宽限制。理论上，当输入短路时，探头输出应保持在零电平附近。
实测结果显示，竞品探头（红色）在输入短路时，仍然表现出明显的波形变化，特别是在高压方波关闭的瞬间，有明显的过冲和下冲，反映出其在该频段的共模抑制能力有限。相比之下，Microsun差分探头（黄色）的输出波形在相同条件下稳定、干净，没有观察到明显的干扰，表现出更好的低频共模抑制性能。
测试设置：
电压范围：1V/div
带宽：20MHz
输入阻抗：1M
04高频信号下的共模性能
将Maxine DP700 和竞争探头并联到GaN 半桥V_DS 上管信号。输入端短路，解除带宽限制，观察高速开关瞬间的共模干扰性能。
测试设置：
电压范围：5V/div
带宽：200MHz
输入阻抗：1M
竞品探头在高速开关时刻有明显的尖峰波形，表明共模干扰渗透到差模输出中；而McCosun探头的波形更平滑，尖峰幅度明显更小。
这表明Maxine探头在高频带宽下仍能保持较高的共模抑制比，有效抑制高频噪声带来的干扰，使波形更接近信号的真实形式。
05 结论
在实际测量中，共模抑制比是直接影响波形精度的关键因素之一。尤其是在GaN和SiC等高速高压应用中，CMRR的差异往往决定了能否准确观察到器件的真实开关行为。
因此，在实际工程调试中，选择合适的探头往往与选择合适的示波器一样重要。通过低频和高频的实际测量，我们可以看到，在强共模干扰的环境下，差分探头的设计细节，包括通道匹配、输入结构和高频特性，都会直接体现在最终的波形中。
Maxine DP系列差分探头在多种测试条件下表现稳定，为电力电子工程师在复杂应用场景下的测量提供了更可靠的选择。
