Coupling AC/DC/GND-示波器耦合差別在哪

示波器的Vertical選單裡,一定會有個選單是耦合 Coupling ,裡面有AC/DC/GND三種選項,初學者用起來似乎AC/DC Coupling 沒甚麼差別,因為在學校裡面大都使用無DC直流成分的sine wave,所以看不出差異。其實在某些情況差別非常大,且讓我們來說分明。

Coupling 的三種型式-DC / AC / GND
Coupling 的三種型式-DC / AC / GND

所謂耦合 Coupling 是指待測訊號是透過何種路徑進入示波器,共有三個選項AC/DC/GND,通常在存在於示波器的Vertical選單內如下圖。

示波器的 Coupling 選項
示波器的 Coupling 選項

DC Coupling

DC coupling 很難觀察高DC電壓上的小AC訊號
DC coupling 很難觀察高DC電壓上的小AC訊號

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

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,就必須調整成為0.1 volt/div,這樣0.5V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現在,在改為0.1 volt/div的同時,它會跑到第100格,這意思是你將會看不到波形,因為它超出畫面了,原本期望AC變大可以觀察清楚,結果因為DC變更大而無法觀察到。

AC Coupling

AC coupling 可去除DC成分,單獨觀察AC訊號
AC coupling 可去除DC成分,單獨觀察AC訊號

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,這樣就能濾掉DC只讓AC通過。假設有個訊號是10V DC + 0.5V AC,在經過AC coupling之後,就會只剩下0.5V AC,如下圖所示。此時你就可以把設定調整為0.1 volt/div,就會看到更清楚的振幅了。

GND Coupling

其實就是將示波器的輸入端接地,此時應該會看到一條橫線,表示沒有任何訊號,即便是訊號接著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。因為我們可以透過GND coupling確認GND的波形是否真的會停在0V,以及確認示波器本身的雜訊是否會串到螢幕上,用來檢查示波器是否有故障。

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