如何在示波器上测量差分信号（如RS-485或DMX）？

我在一些地方遇到过差分信号，例如差分输出音频放大器，现在在一个与RS-485类似的DMX工作项目中。（这是关于RS-485的类似问题。）

例如，以DMX照明控制器的波形为例，我将通道1的探头连接到D +，将通道2的探头连接到D-，两个地线都接地。

它产生以下显示：

尽管这是可用的，但我知道这仍然不是查看差分信号的正确方法。

正确的方法是什么？我听说过“差异探针”；这是否意味着我需要购买新的探头？

使用示波器无法如此轻松地测量差分信号的原因与示波器（通常）不是浮在水面上这一事实有关。探头上的接地线连接到示波器机架，该示波器机架又接地。因此，您连接地线的任何物体也都将接地。（如我下面链接的视频所示，如果测量高压，这很危险！）

当用万用表测量两个随机点时，该表是浮动的，因此您不会将任何一个点都连接到实际接地，这使您可以测量点之间的差异，而不必担心会造成短路。

在低压信号应用中，将差分信号的一侧接地会导致问题并可能损坏收发器。

使用示波器测量差分信号有两种方法：

如果您有两通道示波器，则将信号的一侧连接到通道1，将互补信号连接到通道2。接地线保持未连接状态。

由于您对信号之间的差异感兴趣，因此您想从通道1中减去通道2。大多数示波器提供了一种添加或减去通道1和通道2输入的方法。在某些示波器上，您可能必须添加通道2，但要将其反转，以便有效地减去它。

在此图中，示波器具有AB模式，该模式从1中减去通道2：

实际上，另一种方法是使用差分探头，并且在不减少示波器可用通道数的情况下提供了更好的结果。（通常设计用于更安全的高压测量。）但是，这些探头价格昂贵。

W2AEW在他的有关使用示波器进行差分测量的视频中做了出色的解释。还有一个BTC Instrumentation的视频，更详细地显示了信道减法。

其他人已经解释了如何配置两个示波器通道以测量两个信号之间的差异。

当然，如果您想测量除该差分信号之外的其他信号，则会遇到问题。我认为您的范围只有两个渠道。

在这种情况下，您需要一个差分探头。但是，正如JYelton所说，差分探头很昂贵。

但是，只要您不打算测量非常高的电压或非常高的频率，就可以在原型板上简单地制作一个差分放大器电路。您可以使用电池或正在测量的设备为其供电。

只需确保使用具有足够电压摆幅的运算放大器，并确保其稳定即可，并且最好将此简单电路用作便宜的差分探头。

对于差分测量，大多数具有至少两个输入的示波器都支持以下功能：

• 反转通道A或B（或两者），通常在位置或AMPL / DIV设置附近。
• 添加通道A和通道B，通常可以在启用通道的位置找到它。

反转一个通道，添加两个通道，确认您的差分测量。

如今，大多数示波器都具备差分测量485（或类似信号）信号的功能，并且已经令人满意地回答了这一问题，但是我会问“为什么要打扰”或“您要达到什么目的”？

如果您调试的是不稳定的485链路，我认为您很有可能看到单端问题。可能是任何错误的连接都会将其脆弱性从485根导线中的一条通过终结器传递到另一根。我并不是说这是100％，而是在我必须调试的几条485线上，我从未感到过必须进行差分测量。如果我收到的数据不稳定，我会毫不犹豫地查看数据接收器的单端输出-毕竟，这就是给MCU供电的原因，而MCU却在告诉我数据不稳定。

我已经完成了一些高速（80Mbps）链路，它们以差分方式发送和接收。数据（故意地）是三级边缘信息，以便磁性耦合到接收器。我也从未感到有过使用差分探头调试这些信号的强迫性-我已经测量了单端以确保数据看起来正常，然后从接收器芯片转到单端输出以查看问题所在。

我猜对于模拟差分信号，差分测量更为重要，因为在一条线上看似“令人讨厌”的东西可能看起来有些不同。