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當你用示波器來量測馬達驅動器的多點信號時,一定會碰到 GND 地端的鱷魚夾要夾在哪裡的問題?如果都是看 MCU 送出來的 PWM 信號,那 GND 端就是 MCU 的數位 GND 這一點。可是如果要同時觀看 MCU 送出的 PWM 信號和功率輸出端的三相信號時,你就要小心再小心了。因為只要你的 GND 夾錯了,輕則馬達驅動器損壞,重則連示波器也一併掛彩,這原因是你把不同電位的點都當成 GND 點,把這些點當成示波器的參考 0 點,只要馬達驅動板一通電或一動作後,立刻造成電路板上電流的不正常流動,有可能零件損壞或銅箔因大電流而熔斷燒毀。
有經驗的工程師會跟你說,碰到這種情況最好是用隔離測棒來量,就不會有 GND 的困擾出現了。因為隔離測棒的正確名稱是差動隔離測棒,它只量測紅黑測棒間的電壓差,然後用信號隔離的方式,把信號轉送到輸出端(OUTP 和 OUTN),這也是信號差動的輸出,只要我們外加一個差動運算放大電路,選一個頻寬 GBW 10MHz 以上和 slew rate 較高的運算放大器 OP,就可以忠實地呈現出信號的原貌。
旗威科技設計的差動隔離測試板就是依照上述的精神來設計的,用了一枚 TI 的線性隔離 IC
AMC3330 和軌對軌的單電源 OP 放大器 (+5V 供電) 組合而成,在馬達驅動器的 20KHz 信號量測上應該已經足夠有餘了。隔離測棒的紅測棒請接信號的較高電壓端,黑測棒請接待測信號的較低電壓端,請注意黑測試棒的量測點不一定要是 GND 點。
完整說明:差動隔離測棒使用說明書
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