差分傳輸是一種信號(hào)傳輸?shù)募夹g(shù)，區(qū)別于傳統(tǒng)的一根信號(hào)線一根地線的做法，差分傳輸在這兩根線上都傳輸信號(hào)，這兩個(gè)信號(hào)的振幅相等，相位相差180度，極性相反，在這兩根線上傳輸?shù)男盘?hào)就是差分信號(hào)。那么，觀測(cè)差分信號(hào)又為什么一定需要差分探頭呢？
差分信號(hào)是相互參考、而不是以地作為參考點(diǎn)的信號(hào)。普通的單端探頭也可以測(cè)量差分信號(hào)，但得到的信號(hào)與實(shí)際信號(hào)相差很大，有可能出現(xiàn)“地彈”現(xiàn)象。此外，電源系統(tǒng)測(cè)試中經(jīng)常要求測(cè)量?jī)苫鸹蚧鹆阒g的相對(duì)壓差，很多用戶直接使用單端探頭測(cè)量導(dǎo)致探頭儀器被燒毀。這是因?yàn)檫_(dá)到或疏示波器的信號(hào)公共線與保護(hù)性地線相連接地。這樣做的結(jié)果是所有加到示波器上，以及由示波器提供的信號(hào)都具有一個(gè)公共連接點(diǎn)。該公共連接點(diǎn)通常是示波器機(jī)殼通過(guò)使用交流電源設(shè)備電源線中的第三根導(dǎo)線地線，將探頭地線連到一個(gè)測(cè)試點(diǎn)上，如果這時(shí)使用單端探頭測(cè)量，那么單端探頭的地線與供電線直接相連，后果必然是短路。這種情況下，我們需要差分探頭進(jìn)行浮地測(cè)量。
差分探頭的三大重要指標(biāo)：
1.帶寬：探頭的帶寬是指探頭響應(yīng)導(dǎo)致輸出幅度下降到70.7%(-3db)的頻率。在幅度測(cè)量中，隨著正弦波頻率接近帶寬極限，正弦波的幅度會(huì)衰減的越來(lái)越厲害。為實(shí)現(xiàn)大的幅度測(cè)量精度，必須選擇帶寬比被測(cè)波形頻率高幾倍的示波器和探頭。這種情況同樣適用于測(cè)量波形的上升和下降時(shí)間。波形轉(zhuǎn)換沿是由高頻成分組成，帶寬極限使這些高頻成分發(fā)生衰減，導(dǎo)致顯示的轉(zhuǎn)換慢于實(shí)際轉(zhuǎn)換速度。為精準(zhǔn)地測(cè)量上升時(shí)間和下降時(shí)間，探頭和測(cè)試設(shè)備也必須擁有充足的帶寬以保持構(gòu)成波形上升和下降時(shí)間的高頻成分。
2.cmrr(共模抑制比)：共模抑制比是指差分探頭在差分測(cè)量中抑制兩個(gè)測(cè)試點(diǎn)共模信號(hào)干擾的能力。其公式為cmrr=|ad/ac|。其中ad為差分信號(hào)的電壓增益，ac為共模信號(hào)的電壓增益。在理想情況下，ad應(yīng)該很大而ac應(yīng)該等于0，因此cmrr無(wú)窮大。在實(shí)際情況中，10000:1的cmrr已經(jīng)是非常好的了。由于cmrr隨著頻率提高而下降，因此注意cmrr的頻率限制與cmrr值一樣重要。
3.畸變：畸變是輸入信號(hào)預(yù)計(jì)響應(yīng)或理想響應(yīng)的任何幅度偏差。在實(shí)踐中快速波形轉(zhuǎn)換之間通常會(huì)發(fā)生畸變，其表現(xiàn)為減幅振蕩。差分探頭的差分輸入線很長(zhǎng)，如果這個(gè)指標(biāo)不好，那么測(cè)量的信號(hào)就容易產(chǎn)生畸變。