光学的に絶縁された測定技術の長所と短所は何ですか?

光学的に絶縁された測定テクノロジーは、その卓越した電気絶縁機能と干渉耐性機能を活用して、複雑な高電圧および高周波環境において大きな利点を発揮します。{0}{1}{1}ただし、高コストや大きな物理的サイズなどの制限にも直面しています。

I. 主要な技術的利点

1. 超-高いコモンモード除去比 (CMRR)

光学的に絶縁されたプローブは、低周波数範囲で -160 dB の CMRR を達成できます。-、1 GHz の高周波数でも -100 dB 以上のレベルを維持します。これは、従来の差動プローブ（通常は 100 MHz で -26 dB にしか達しません）のレベルをはるかに上回ります。

±6 kV のコモンモード電圧がかかる環境内でミリボルト{0}}レベルの差動信号を正確に捕捉できるため、第 3 世代半導体（SiC や GaN など）のスイッチング過渡現象の測定に特に適しています。{2}{3}{3}

2. 安全性を高めるための高い絶縁電圧

この技術は、光ファイバーによる電気的絶縁の原理に基づいて、60 kVを超える絶縁電圧を実現し、被試験回路と測定機器の間の電気的接続を完全に遮断します。

これにより、オシロスコープの高電圧による故障が効果的に防止され、操作員が安全に保護されるため、新エネルギー車のモーター コントローラー、太陽光発電インバーター、および同様のシステムを含むリスクの高いテスト シナリオに最適です。{0}{1}

3. 高い信号整合性と最小限の負荷効果

|| 入力インピーダンスは 10 MΩ に達します || 1 pF であれば、テスト対象の回路への負荷効果は 0.1% 未満に留まり、従来のプローブに見られるリード インダクタンスによって通常引き起こされる信号歪みを回避できます。

立ち上がり時間は 700 ps と低く、GaN デバイスで最大 100 V/ns の電圧スルーレート (dV/dt) を正確に再現でき、スイッチング損失の計算に信頼性の高い波形を提供します。

4. 電磁妨害 (EMI) に対する強力な耐性

光ファイバー伝送路には電磁結合がありません。その結果、強い電磁環境（通信​​基地局や CNC 工作機械の近くなど）の影響を受けず、信号の純度が保証されます。

これにより、この技術はフローティング グラウンド回路や複数の電位点を含む測定に特に適しており、共通のグラウンド接続が不要になります。{0}

II.アプリケーションの主な制限事項

1. 制限された帯域幅と応答速度

レーザー ダイオードの変調速度とフォトダイオードの応答時間によって制限されるため、主流モデルの帯域幅は通常 1 GHz 以内に制限されます。-これは、最上位層のパッシブ プローブ（6 GHz に達する場合もあります）の帯域幅よりも低い範囲です-。超高周波信号測定 (5G RF パワーアンプなど) では、周波数応答の減衰が発生し、信号の歪みが生じる可能性があります。

2. 消費電力が高く、物理サイズが大きい

フロントエンド モジュールには独立した電源（バッテリーまたはレーザー ベースのいずれか）が必要です。-熱管理設計により、物理体積は従来のプローブの 3 ～ 5 倍、重量は 500g を超えます。

高密度の PCB をテストする場合、操作は制限されます。長時間手持ちで使用すると疲労が生じるため、サポートスタンドの使用が必要になります。

3. 高コストと複雑なメンテナンス

レーザー ドライバー、高精度光電変換モジュール、温度制御システムで構成されるため、製造コストは同等の差動プローブの 3 ～ 5 倍になります。{0}

エントリー レベルのモデルの価格は 10,000 人民元以上ですが、ハイエンド モデルの価格は数十万人民元に達します。{0}}さらに、ゲインと直線性の定期的な校正が必要となるため、長期的な運用コストが高くなります。-

4. 厳密な使用およびメンテナンス要件

光ファイバーの曲げ半径は 30mm を超える必要があります (一部のモデルでは 10cm 以上が必要です)。過度に曲げると光信号が減衰します。

測定の前に、電圧範囲を推定し、適切な減衰器を選択する必要があります。周囲温度が 5 度以上変動した場合は、再校正が必要です。

Ⅲ．該当するシナリオの概要

トレンドの見通し: 新世代の光学的に絶縁されたプローブの帯域幅は現在 2GHz を超えています。 AI- 主導の信号処理とエッジ コンピューティングを統合することで、これらのプローブはより高いレベルの統合とインテリジェンスを目指して進化しています。