- 低尖端电容。ISOVP 探头的 设计旨在最大限度地降低尖端电容，因为尖端电容是影响大多数高频测量的主要因素。对于给定的源阻抗，尖端电容相当于一个低通滤波器，会衰减高频输出信号。因此，在选择探头时，尖端电容应与带宽同等重要。-
低共模负载。由于光学探头与环境完全隔离，因此唯一的共模电容是探头到环境之间的寄生电容。保持共模电容尽可能小至关重要，因为电压瞬变会产生共模电流。由于 ISOVP 探头尺寸小巧，在距离探头 10 厘米处，从探头到接地平面的电容约为 1.5 pF。如果用户选择不同的配置，则可以进一步降低该电容。
- 浮动测量。浮动测量已成为现代电力电子技术的重要组成部分，因为开关元件（IGBT、MOSFET、晶闸管等）的栅极电压必须进行测量才能确保其可靠运行，而且现代电路拓扑结构通常会堆叠这些半导体器件以承受更高的电压。在探头与机箱之间保持适当距离的情况下，光探头可以安全地进行高达数十千伏的浮动测量。-
高共模抑制比。在电力电子领域，高共模电压不仅是常态，而且还在快速变化。这正是光探头共模负载和光纤隔离优势发挥作用的地方。差分探头的抑制比有限，并且会随着频率的增加而迅速下降，而光探头则具有更高的抑制比。
- 可选电缆长度。探头和接收器之间最多可连接 15 米的光纤电缆。-
零点和增益热校准。由于漂移和温度变化，光链路需要进行校准。ISOVP 可在信号源保持连接的情况下校准信号偏移和幅度。这提高了用户安全性，因为它无需进入潜在危险区域。- 远程待机
和关机。为了提高用户安全性和电池寿命，只需轻触按钮即可将探头和接收器置于待机模式。-
与所有示波器兼容。ISOVP 探头可通过 BNC 电缆连接到任何示波器。探头正常工作需要内部 50 欧姆终端电阻，但即使没有此功能的示波器也可以使用外部 50 欧姆电源供电。可选的外部终端电阻（代码 ISOVPTERM）可用。
差分探头一直是浮动电压测量的基石。然而，它们并非真正的隔离器件；它们的带宽有限，共模抑制比受高频信号和阻抗不匹配源的限制。此外，它们通常噪声较大，不适合测量低电压值。另需注意的是，某些高压差分探头在使用一段时间后，共模抑制比会显著下降。这是由于高阻抗分压器部分基板的选择不当造成的，这会导致其介电特性发生改变，而用户无法自行调整。
ISOVP探头的典型测量：
ISOVP探头的最大差分输入电压为±2.5V，但即使输入电压略高，也不会饱和。随附的10倍和50倍衰减器可扩展输入范围，满足大多数实际测量需求。ISOVP
探头和衰减器的输入连接器为SMB射频型，这种连接器使用方便，因为它广泛可用，无需扭矩扳手，并且可以连接到常见的RG174或类似的同轴电缆。Saker建议使用高质量的SMB连接器，例如Radiall的R114082000型号。
手动安装探头时，请注意探头与接收器是物理连接的，因此拉扯探头可能会导致接收器意外掉落。此外，还要注意不要绊倒连接接收器和探头的光纤电缆，否则很可能导致两个设备都掉落，并可能造成设备损坏。.
ISOVP探头包含衰减器。
建议始终将探头安装在三脚架上。这样可以确保探头的机械稳定性，并保证探头与其周围环境之间有足够的间隙。请务必记住，探头的所有金属部件处于相同的电位。ISOVP
装置随附两条适配器电缆，一条带有迷你电缆记录器，另一条未端接，方便用户根据具体设置进行连接。迷你电缆记录器可轻松连接到细导线或小型IC引脚，例如SO-8封装的引脚。未端接的SMB电缆允许用户进行额外的端接。在大多数测量场景中，电路板上安装的典型2.54mm直插式接头即可提供足够的连接。另有未端接的SMB电缆可供选购（部件号ISOVPUC）。
上图和中图：带迷你夹的 SMB 电缆和未端接的 SMD 电缆（ISOVP 探头随附）。下图：客户将 SMB 电缆改装为 2.54 毫米直插式电缆。.
将探头牢固地放置在平面上，以防止意外跌落；必要时可使用塑料固定带。完成所有电气连接后，打开两个探头。接收器可放置在安全的低电压区域。为节省电池电量，建议在不需要测量时，通过接收器将探头和接收器都设置为待机模式。只需按下接收器上的按钮即可完成此操作。此外，在进行距离测量之前，请使用 CAL 按钮校准探头，并根据需要定期进行校准。
两根配备10倍衰减器的ISOVP探头正在测量中压多电平逆变器中的IGBT栅极电压。请注意探头头上的三脚架（图片由客户提供）。
环境温度变化迅速。ISOVP 支持热校准，因此无需断开被测设备 (DUT) 的连接。.
使用提供的微型记录仪测试光耦合器
请记住，接收器需要 50 欧姆的负载才能校准探头。如果校准失败，请检查示波器输入 BNC 连接器的中心针脚是否与随附的 BNC 电缆接触良好。.
低电平测量：
ISOVP探头非常适合测量低电平信号，尤其是在使用带宽和采样率都很高的数字示波器时。ISOVP
探头固有的10倍衰减会增加示波器上显示的噪声相对于信号本身的幅度。然而，现代数字示波器都具备高分辨率模式，可以消除信号中的大部分噪声。此外，虽然传统的8位数字示波器是主流，但配备12位和14位ADC的示波器也越来越普及。所有这些特性都能带来更清晰的信号和更显著的噪声抑制。
例如，我们生成了一个10mVpp、10kHz的方波信号，并将其输入到未衰减的ISOVP探头中。我们将8位示波器设置为高分辨率模式，测量结果如下图所示。使用 10 位、12 位或 14 位示波器，这种改进会更加明显。测量这种低电平信号对于噪声和纹波测量非常有用。
在示波器高分辨率模式下，向 ISOVP 探头输入 10kHz、10mVpp 的信号。
纹波测量：
纹波可能是某些系统潜在设计和可靠性问题的征兆。纹波通常以直流电平显示，而大多数示波器在垂直刻度设置为更灵敏的设置时，直流补偿能力有限。电源线或开关尖峰干扰的线路可能是纹波测量的目标。
为了辅助这些测量，Saker 提供了一种带有 SMB 输入/连接器的外部直流阻隔电容（订购代码 ISOVPDC）。它包含一个 1µF 500V 的电容，其直流电压足以满足大多数实际应用的需求。该附件的交流电压限制为 20Vpk，用于保护下一级电路的输入。
商用探头和 ISOVP 测量高电压：
使用 ISOVP 及其内置衰减器时，可测量的最大电压约为 130V。然而，在某些实际情况下，用户可能需要测量更高的电压，例如母线电容、IGBT Vce 或浮动电感器上的电压。
ISOVP探头的输入阻抗为1 MΩ，并带有一个较小的并联电容。这种阻抗特性与示波器的阻抗特性相近，因此该探头非常适合与市面上常见的x10、x100和x1000等第三方探头配合使用。由于x1000探头具有宽广的测量范围，因此使用高压x1000探头尤为重要。市面上
知名的x1000探头之一是泰克P6015A，其输入阻抗为100 MΩ，电容为3 pF，带宽为75 MHz。使用该探头会引入一定的延迟，对于10英尺长的电缆，延迟约为15 ns。输出补偿盒可兼容输入电容为7至49 pF的示波器。为了确保脉冲精度，必须调整探头补偿盒，使其与所用示波器的脉冲响应相匹配。进行此项调整时，应使用 1000V 或更高电压的方波。P6015A
等探头可以直接连接到 ISOVP 探头，也可以通过 x10 或 x50 衰减器连接。这样，用户即可 安全地进行浮充和高压测量。ISOVP 探头的 6pF 输入电容，加上 BNC RF T 型适配器增加的约 4pF 电容，将使 P6015A 的补偿盒处于其调整范围内。
通过 BNC T 型接头连接 1000x 探头。其他类型的探头也可以用同样的方法连接。如果探头需要，可以使用额外的 BNC 端口来增加补偿功能。.
测量高共模电压下的浮动信号：
利用地线差（即共模电压）进行的测量称为浮动测量，其浮动幅度取决于共模电压的大小。理想的浮动测量应该对共模信号不敏感。共模电压可能随时间保持相对稳定，也可能像现代开关模式转换器那样快速变化。
现代电力电子拓扑结构大量依赖于堆叠的开关半导体来处理更高的电压。CHB、NPC 或典型的 H 桥等拓扑结构就是此类的例子。在这种环境下，浮动测量对于正确的故障排除至关重要，但大多数探头都以地为参考，这使得用户只能选择差分探头及其局限性，或者使用示波器进行浮动测量，而示波器本身也存在固有的风险。
尽管有些测量看起来像是以地为参考，但最好将其视为浮动测量，因为在高电流或快速脉冲系统中，其中一个接地探头的寄生电感和电阻会极大地影响测量结果。
一般来说，在浮标状态下进行测量时，应考虑以下参数：
● 测点间的差分电压。
● 测点处的源阻抗
● 最大共模电压。
● 共模电压的最大旋转速度。
如果采用地参考测量，从 A 到 B 的测量结果将受到寄生电阻 L 和 R 产生的高电流和高电压脉冲的显著影响。在电力电子领域，测量高侧栅极电压（从 C 到 D）是常见的做法，这需要使用具有合适电容的探头，该电容不仅要能适应特定的共模电压，还要能适应低侧 MOSFET 产生的开关速度。.
光学探针尤其适用于浮空测量，ISOVP探针可在数千伏的电压下安全浮空，且探针点仅略微带电。
下图所示电路构建为一个用于产生大幅度、快速变化共模的测试平台。通过使用大漏极电阻限制MOSFET的开关电流，可以产生高速、可变的共模电压。这些测试中使用了4.5kV的MOSFET（Ixys公司的IXTH02N450HV）。一个由1.5V电池供电的40kHz振荡器浮空连接到MOSFET的漏极，ISOVP探针配置为直接测量该电压，无需衰减器。图中
还展示了一个用于产生快速变化的中压共模的测试电路。在3.6kV的电压下测量1.5Vpp的信号对任何研究人员来说都是一个挑战。振荡器和驱动器未同步。
测试电路测量。CH2：使用 ISOVP 探头测量 1.5V 振荡器输出 (AB)。CH3：MOSFET 栅极电压 (Vgs)。CH4：MOSFET 漏极电压 (Vds)。
开关脉冲的详细视图。在通道4下降沿的左侧，振荡器（通道2）的电压为3.6kV，而在其右侧，电压几乎为0。考虑到信号的共模噪声很高，使用差分探头几乎不可能进行如此低的电压测量。.
进行此类测量时，务必保持探头与电路附近任何金属部件之间足够的距离。dV/dt 值越快，在给定共模电容下，漏电流越大。.
左图：MOSFET漏极下降沿细节图。通道3：Vgs MOSFET。通道4：Vds MOSFET，转换速率大于35kV/µs。R1
由于开关时刻的共模干扰，
存在0.2V的轻微失真。
右图：与左图测量相同，但电压为 500V 而不是 3600V。
关于探头的共模抑制比 (CMRR)：
理想的探头应该只检测所需的电压分量，并抑制所有共模电压分量。通常情况下，除非示波器本身是隔离的，否则在存在共模的情况下不能使用接地参考探头。因此，传统的解决方案是使用差分探头。
共模抑制比衡量的是放大器抑制共模电压相对于差分电压的程度。众所周知，差分探头在高频下的 CMRR 并不理想，如果源阻抗不均匀，问题会更加严重。在光探头中，放大器是单端的，由于它是浮地的且没有接地回路，因此源阻抗的不平衡不会降低 CMRR。
通常，CMRR 会随着频率的增加而降低。出于历史原因和使用方便，CMRR 过去通常使用变频信号进行测量。然而，在实际应用中，没有人会测量纯正弦波，而是测量具有多个频率分量的脉冲信号。实际上，基于转换速率的性能指标对开发人员来说更有用。
目前，共模抑制比 (CMRR) 与频率的关系测量主要用于比较不同制造商的性能，并作为一种市场营销工具。然而，即使用于此用途，这些测量工具也存在缺陷。首先，制造商没有必须遵守的明确、标准化的测试设置，例如作为共模信号施加的音频信号的功率电平。CMRR 还取决于探头的输入电压范围；也就是说，输入范围为 ±0.5V、±1V 或 ±10V 的探头的 CMRR 值会有所不同。最后，一些制造商会将探头的固有衰减计入 CMRR 中，以使数值看起来更理想。
一般测量技巧
：记住每次测量的关键值。每次使用 ISOVP 探头进行测量时，都必须考虑最相关的值。必须比较这些值，以避免超过衰减器和探头的最大值，从而确保人员安全。
- 待测最大差分电压
-
源共模电压 - 共模电压开关频率 - 源阻抗
- 确保探头和接收器牢固连接。两台设备通过光纤连接，因此手动放置其中一台设备时必须小心，以免另一台设备意外倾倒。此外，放置两台设备时，光纤电缆可能会绊倒。因此，建议使用塑料、魔术贴或其他类似物品固定探头三脚架。两台设备均包含敏感的光电元件，机械冲击可能会损坏这些元件。
- 保持安全距离。整个探头都经过光学屏蔽，可能承受数千伏的浮压。ISOVP 的最大测试电压为 50 kV。但是，用户应根据电压和共模开关频率确保足够的安全距离。较高的共模频率会产生更大的接地漏电流。始终使用非导电塑料三脚架，以增加探头与附近任何导电表面之间的距离。
保持探头连接线较短。使用 ISOVP 探头进行测量时，应采用通用探测技术。当电路产生较大的 dI/dt 或 dV/dt 振荡时，连接探头时应格外小心。电场会在未屏蔽的线路中耦合，磁场会在电路回路中产生电压差。因此，通常最好使用同轴电缆传输测量信号，以覆盖探头点与衰减器输入端之间的大部分距离。随附的未端接同轴电缆可用于适配特定的同轴电缆到电路板的端接方式，例如同轴连接器、2 针接头或压接环形端子。
请勿忘记待机模式。当探头不使用时，请使用待机功能，该功能会将接收器和探头置于低功耗模式。大多数情况下，测量只需短时间即可完成。由于隔离要求，探头必须使用电池供电，并且由于光传输要求，其功耗高于接收器。
- 使用自动校准功能。此功能可调整探头的偏移量和增益。使用此功能只需几秒钟，且无需断开输入信号即可随时进行，因此建议每隔几分钟使用一次，并在进行任何重要测量之前使用。.
