При обработке измеряемых сигналов и(1), снятых с делителей напряжения или низкоомных шунтов, в общем случае предполагается, что один из двух зажимов, на которые поступают эти сигналы, заземлен. Обычно при подключении коаксиального измерительного кабеля заземляют зажим, который соединен с оболочкой кабеля. Однако, например, в схемах выпрямителей силовой электроники бывает необходимо измерить крутизну и зафиксировать моменты времени гашения и зажигания тиристоров, главные зажимы которых находятся под потенциалом, равным нескольким киловольтам. Здесь электроннолучевой осциллограф необходимо подключать к сети через разделительный трансформатор. Экран коаксиального кабеля и корпус осциллографа изолируются от земли, что позволяет осуществить измерение сигналов от источников, у которых оба выходных зажима имеют разности потенциалов по отношению к земле (понятно, что осуществление такого приема при измерениях связано с повышенной опасностью для обслуживающего персонала). При высоких регистрируемых частотах электрический разрыв между первичной и вторичной обмотками разделительного трансформатора шунтируется емкостью между ними. Чтобы в этом случае получить эффективную развязку, между первичной и вторичной обмотками прокладывают заземленный экран, который уменьшает емкостную связь этих обмоток [Л. 434].
Разность потенциалов, на которую оба зажима источника напряжения отличаются от потенциала земли, часто называют синфазным, напряжением, синфазным сигналом [Л. 35] или синхронным напряжением (Л. 33]. Хорошую возможность подавления синфазных помех дает дифференциальный усилитель (Л. 32—34, 36]. Дифференциальные усилители в данном случае усиливают только те сигналы, которые получаются между обоими проводниками измерительного кабеля; синфазные сигналы, которые возникают на обоих проводниках с одинаковыми фазой и амплитудой, этим усилителем подавляются. Свойство дифференциального усилителя подавлять синфазные сигналы называют синфазным подавлением и характеризуют коэффициентом синфазного подавления. Под этим термином понимают отношение
Синфазного напряжения на входе дифференциального усилителя к напряжению синфазного сигнала на выходе, вызывающему отклонение на экране электроннолучевого осциллографа. Например, для дифференциального усилителя с шириной полосы 50 МГц «Тектроникс-1 А5» это отношение равно 10 000 для синфазных частот до 1 МГц. Коэффициент синфазного подавления не является постоянной величиной: он уменьшается с увеличением амплитуды и повышением частоты синфазного сигнала. Кроме того, влияние несимметрии подводящих проводов, например из-за неточной подгонки пробника, является причиной сильного снижения синфазного подавления, в частности при высоких частотах.
Рис. 14. Выполнение заземления при измерении с дифференциальным усилителем. 1 — источник сигнала; 2 — дифференциальный усилитель.
В этом случае поступающие от источника синфазные напряжения создают различные падения напряжений на подводящих проводах и на входе дифференциального усилителя получается небольшая разность по фазе и амплитуде, которая не подавляется, а наоборот усиливается вместе с измеряемым сигналом.
На рис. 14 показан правильный способ включения дифференциального усилителя. Измеряемый сигнал подается на вход усилителя или по двум идентичным пробникам, или по двум одинаковым коаксиальным кабелям, нагруженным на конце волновыми сопротивлениями. Для подключения кабелей дифференциальный усилитель имеет два коаксиальных входных зажима. Экраны кабелей заземлены у кожуха электроннолучевого осциллографа. Для симметрирования токов в оболочке кабелей экраны последних надежно электрически соединены между собой у концов, обращенных к источнику. Дополнительное заземление у этих концов не нужно, Разрешается заземление рабочих цепей, необходимое из соображений безопасности. Это заземление не влияет на результаты дифференциальных измерений.
Передача измеряемого сигнала по согласованным коаксиальным кабелям рекомендуется при измерениях токов с применением низкоомных образцовых шунтов и всех других измерениях, когда сопротивление источника очень мало по сравнению с волновым сопротивлением кабеля или равно ему. Для источников с высокоомными внутренними сопротивлениями рекомендуется применение хорошо согласованных пробников, а также делителей напряжения.
