在工程師實(shí)際使用示波器的時(shí)候，很多人會(huì)為一個(gè)問(wèn)題所困擾——示波器接上探頭還沒(méi)有開(kāi)始測(cè)信號(hào)，屏幕中就顯示了波形：

一個(gè)像正弦波，但是又有很多噪聲的波形。

這是怎么回事呢？

為了探究原因，當(dāng)這樣的波形出現(xiàn)時(shí)，我們對(duì)它進(jìn)行測(cè)量。打開(kāi)示波器的測(cè)量功能，可以看到信號(hào)的頻率約為50Hz。

這個(gè)時(shí)候，如果把探頭靠近示波器或其他用電器再去觀察，可以明顯地觀察到信號(hào)變得更加清晰，噪聲也減小了。

如果我們?cè)儆檬峙c探頭的信號(hào)端接觸，會(huì)發(fā)現(xiàn)示波器此時(shí)出現(xiàn)了一個(gè)更大的信號(hào)，調(diào)整垂直檔位后會(huì)發(fā)現(xiàn)，此時(shí)的信號(hào)頻率同為50Hz，但是信號(hào)的幅度變大，噪聲變小了，波形也清晰起來(lái)。

01 工頻干擾

上述帶噪聲的信號(hào)是如何產(chǎn)生的？有人認(rèn)為是示波器的問(wèn)題，也有人認(rèn)為是探頭出了問(wèn)題。

其實(shí)，這是50Hz的工頻干擾，是電力系統(tǒng)中普遍存在的一種現(xiàn)象。

我們的電網(wǎng)供電是220V/50Hz，而室內(nèi)通常存在很多電纜或用電器，就會(huì)產(chǎn)生一些50Hz的電場(chǎng)。

示波器導(dǎo)致工頻干擾的原因一般有兩種：

·經(jīng)輸電電纜傳導(dǎo)進(jìn)入示波器

·通過(guò)空間輻射由探頭引入示波器

由此可見(jiàn)，以上所說(shuō)的干擾就是通過(guò)空間輻射產(chǎn)生。

示波器的探頭由阻容結(jié)構(gòu)組成。

探頭暴露在空氣中時(shí)相當(dāng)于一個(gè)天線，所以將探頭靠近一些容易產(chǎn)生輻射源的設(shè)備（如示波器或者其他用電器）時(shí)，就會(huì)有明顯的干擾信號(hào)引入。此外，人體也是導(dǎo)體，是一種電阻很大的導(dǎo)體，就像是一個(gè)能夠接收周?chē)姶泡椛涞拇筇炀€，所以才會(huì)有工頻干擾引入示波器。

這種現(xiàn)象會(huì)對(duì)我們的測(cè)試產(chǎn)生很大的影響，所以我們?cè)跍y(cè)試中應(yīng)該盡量減少或者避免工頻干擾。

02 如何避免工頻干擾

在我們示波器測(cè)量的時(shí)候，首先要保證示波器要有良好的接地。

接地不單單可以保證我們的電氣安全，減少觸電風(fēng)險(xiǎn)，也能夠使示波器和被測(cè)信號(hào)共地，屏蔽部分噪聲信號(hào)。

以上述比較有代表性的人體天線為例，我們同樣以手來(lái)接觸探頭的信號(hào)端，之后再把另一只手觸到探頭的地線上，這個(gè)時(shí)候可以看到信號(hào)的幅度明顯減小。

另外，我們?cè)跍y(cè)試信號(hào)的時(shí)候，探頭的探針和地線本身也會(huì)組成一個(gè)環(huán)路，這又相當(dāng)于一個(gè)小天線。

為了減少這樣的天線效應(yīng)，可以把探頭的地線取下來(lái)，再用探頭標(biāo)配的一個(gè)接地彈簧進(jìn)行測(cè)量，減少地線的長(zhǎng)度來(lái)減少信號(hào)干擾。

如果嘗試過(guò)以上的方法后效果依然不明顯，或者所測(cè)的信號(hào)需要較長(zhǎng)的地線接地才能夠測(cè)量，所以我們無(wú)法使用接地彈簧時(shí)，可以想辦法減少一些電磁輻射。

此時(shí)可以關(guān)掉旁邊的一些用電器或換一個(gè)電器比較少的房間進(jìn)行測(cè)試。不同的房間或者不同的地理位置，它的電磁環(huán)境可能相距甚遠(yuǎn)，測(cè)量的結(jié)果自然也會(huì)有所不同。

如果對(duì)測(cè)試的結(jié)果要求比較高，或者以上的方式效果都不好，那還有最后一種方法可以嘗試：

使用濾波器對(duì)50Hz的工頻信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾，以得到更為純凈的測(cè)試信號(hào)。

03 總結(jié)

工頻干擾是工程師在實(shí)際操作中經(jīng)常面臨的問(wèn)題，輸電電纜傳導(dǎo)和空間輻射是兩種常見(jiàn)的原因。為了減少或避免干擾，可采取接地、減少地線長(zhǎng)度、減少電磁輻射等方法，或者使用濾波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾。