在從墻上插座到供電設(shè)備的過程中，電源通常會經(jīng)過開關(guān)電源，交流信號在到達設(shè)備之前會被整流為直流。之后，直流信號（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)的各個分支。讓我們來看看與測試開關(guān)電源相關(guān)的一些測量技術(shù)和注意事項。

　　圖 1. 所示為一個基本的開關(guān)電源電路，左側(cè)為交流輸入的二極管/電容整流器，后面跟著一個由 PWM 控制器驅(qū)動的開關(guān)晶體管，該控制器決定變壓器遠端有多少直流功率。
　　基本的開關(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始，用于整流交流輸入。接下來是開關(guān)晶體管，通常是 MOSFET，由脈沖寬度調(diào)制 (PWM) 控制器驅(qū)動，該控制器決定變壓器遠端有多少直流電。部分信號被饋送到運算放大器，該運算放大器向 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)均可進行多項測量。在不以地為參考的輸入側(cè)，測量包括：
　　浪涌電流
　　電能質(zhì)量
　　線路電源
　　開關(guān)損耗
　　安全操作區(qū)
　　控制回路
　　動態(tài)導(dǎo)通電阻
　　在以地為參考的輸出側(cè)，測量項目包括：
　　階躍負(fù)載響應(yīng)
　　波紋
　　變壓器BH（磁化）
　　飽和
　　關(guān)斷特性
　　測量電壓
　　開關(guān)電源上的電壓存在一些測量挑戰(zhàn)。它們涵蓋從毫伏到千伏的寬動態(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，這是一個固有的嘈雜環(huán)境；噪聲可能會耦合到您的探頭和/或您要測量的信號中?！　∈褂猛ㄓ檬静ㄆ骱偷湫偷?10 MΩ 無源探頭，測量電壓時會出現(xiàn)以下問題：如果要探測 MOSFET，接地引線應(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。探頭的接地引線連接到示波器的外殼，示波器的外殼通過示波器電源線中的接地線連接到大地（圖 2）。這會導(dǎo)致接地環(huán)路，在攔截任何雜散磁場時，其作用類似于短路變壓器匝。當(dāng)然，承載大電流的導(dǎo)體會產(chǎn)生這些磁場。

　　圖 2. 探頭的接地引線連接到示波器外殼，示波器外殼通過示波器電源線中的接地線接地。這導(dǎo)致接地環(huán)路在攔截任何雜散磁場時，其作用類似于短路變壓器線圈。
　　接地環(huán)路中的循環(huán)電流會在環(huán)路內(nèi)的任何阻抗上產(chǎn)生電壓。對于交流分量，主要的損耗元件是電感。探頭尖端的接地導(dǎo)線形成一個電感器，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。示波器測量的是 BNC 連接器處的電壓，而不是探頭尖端處的電壓?！　栴}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提供最佳的測量質(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。放大器的兩個輸入都是高阻抗的，從而最大限度地減少了電容負(fù)載對電路操作和測量的影響。

　　圖 3. 解決接地環(huán)路問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提供最佳的測量質(zhì)量。
　　差分放大器接收兩個輸入信號并將它們相減，這樣就無需接地。它還有一個好處，就是可以抵消兩個探頭上的任何公共信號（共模抑制）。因此，MOSFET 開關(guān)耦合的噪聲通常會進入兩個探頭并被抵消。