【實作實驗室】AC/DC/GND 示波器耦合差別在哪?

作者/圖片:實作派

示波器的 Vertical 選單裡一定有個選單叫耦合 Coupling ,其中有 AC/DC/GND 三種選項,初學者用起來可能會覺得 AC/DC Coupling 沒什麼差別,因為在學校裡面大都使用沒有 DC 直流成分的 sine wave,但其實在某些情況下差別會非常大,讓我們來說分明!

所謂耦合 Coupling,是指待測訊號透過何種路徑進入示波器,共有三個選項 AC/DC/GND,通常會存在於示波器的 Vertical 選單內,如下圖:

示波器的 Coupling 選項

DC Coupling

這是將待測訊號直接 Hard wire 進示波器,所以你可以看到波形的完整樣貌。舉例來說,若有個訊號是 10 V 的直流、同時有振幅 0.5 V 的弦波,你用 DC coupling 的話,會看到上方的紅色波形,而下方的紫色是 0 V (Ground)的波形(用來對照),很明顯地你會發現紅色弦波與紫色 Ground 有些距離,而且 0.5 V 的振幅很小其實不容易觀察,不過大致上你看得到有 0.5 V 的 AC 載在 10 V 的 DC 上。

DC coupling 很難觀察高 DC 電壓上的小 AC 訊號

若要看清楚紅色弦波,就必須調整 volt/div,例如原本是 1 volt/div,若要讓振幅看起來大一些,就必須調整成 0.1 volt/div,這樣 0.5 V 的振幅在視覺上就會從半格變成 5 格,但是也別忘了,原本在第 10 格的 DC 在改為 0.1 volt/div 的同時,它會跑到第 100 格,這個意思是你將看不到波形,因為它超出畫面了,所以原本期望 AC 變大可以觀察清楚,但結果卻因為 DC 變更大而無法觀察到。

AC Coupling

如前所述,若遇到高 DC 卻低 AC 的波形,而我們又只想放大 AC 做觀察的話,我們可以把示波器設定為 AC coupling,這個動作等同於經過一個電容,如此就能濾掉 DC 只讓 AC 通過。舉例來說,假設有個訊號是 10 V DC + 0.5 V AC,在經過 AC coupling 後,會只剩下 0.5 V AC,此時你就可以把設定調整為 0.1 volt/div,這樣就會看到更清楚的振幅了,如下圖所示:

AC coupling 可去除 DC 成分,單獨觀察 AC 訊號

GND Coupling

這其實是將示波器的輸入端接地。此時在螢幕上會看到一條橫線,表示沒有任何訊號(即便訊號接著 Channel 的輸入端)。

至於為何要有 GND coupling?也許大家覺得這個選項是多餘的,沒事為何要把 Channel 接地,這是因為我們可以透過 GND coupling 確認 GND 的波形是否真的會停在 0 V,同時也可確認示波器本身的雜訊是否會串到螢幕上,總而言之,主要是用來檢查示波器是否有故障。

(本文轉載自實作派電子實驗室原文連結;責任編輯:賴佩萱)

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實作派電子實驗室(StrongPiLab)是一個著重知識與經驗的實作交流媒體,提供工程師們理論外的實務經驗,主要傳達電子產品與家電用品的正確操作概念與生活小常識、解說各種測試手法的技巧。
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