关于示波器引入50HZ工频干扰的解释

前几天，小白在实验室工作时，听到同事抱怨示波器有问题。上前查看，才知道，小白的那位同事在测量信号波形时，实际与理想相差甚远。在探头什么也不接的情况下，发现示波器本身也存在波形信号，于是乎，便有了前述说的抱怨。

由于没有保存当时的波形，事后小白还是很轻而易举的将这个波形再一次展现在示波器界面上。

通过调用示波器功能，可以看到，其是一个大致在50HZ频率的正弦波。

看到此波形，是不是很眼熟，在日常使用示波器测量电压或者普通信号，相信绝大多数工程师也遇到过这种奇怪的波形。

如果你稍微对国家电力系统有一点了解的话，都知道，我国的民用标准电压为220V,频率50HZ.那么工频干扰则是因为电力系统引起的50HZ正弦波对测量过程的干扰。

关于干扰，其可总结为以下两个主要原因：

1. 空间辐射
   示波器的低频输入阻抗本身是很高的。对于高频信号，因为输入电容的容抗下降，输入阻抗也会下降。加之示波器探头的馈线本身较长，即使其内部的外层具有屏蔽层的同轴电缆，但对于低频来说，几乎起不到屏蔽作用。这时，对于工频干扰来说，探头的馈线相当于天线接收器，接受空间工频干扰，耦合到示波器中。

同时小白也做了另一个实验，即用手接触探头。波形显示如下

这时，人与探头之间共同构成了一个大天线，接收空间中的工频干扰。

如果想要消除空间中的辐射干扰，可选择在空旷的室外环境下测量。

2. 接地不良
   在探头接触被测信号，正常的测试，比如测试纹波，在弹簧针接地不良时，也会同样存在这样的波形显示。关于这个现象，小白看到过一个很好的解释：示波器的壳体与探头的参考地都是连接地线的，良好的接地对测量起着至关的重要。如果示波器的地与被测设备的地接在一起，那么可形成一个很好的信号回流路径。同时此时的回流路径也是最短的，引入的干扰也是最小的。信号从示波器探头流到探头的地，经过被测设备的地最后回流到示波器的探头上。如果地断掉，信号只能绕远路回流，其经过示波器的大地，流到被测设备的大地，最终流到示波器探头，中间绕了大圈，引入工频干扰。
   
   关于工频干扰对测试的影响，相对来说是完全可以避免的。讲这些内容也是受周围同事所遇到的问题所联想到的。同时也相信一些硬件小白也同样不懂其中的原因，于是乎便简单的科普一下。