電流探頭中霍爾效應(yīng)的應(yīng)用

電流探頭原理為磁電效應(yīng)，將材質(zhì)均勻的金屬或半導(dǎo)體通電并置于磁場(chǎng)中，所產(chǎn)生的各種變化稱為電磁效應(yīng)。在金屬或半導(dǎo)體薄片中通以控制電流I，并在薄片的垂直方向上施加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)，則在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)（霍爾電勢(shì)）。這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。若給通有電流的金屬或半導(dǎo)體薄片加以與電流方向垂直的外磁場(chǎng)，不但產(chǎn)生霍爾效應(yīng)，而且試件的電阻值會(huì)變大。即產(chǎn)生磁阻效應(yīng)。

在做車載傳導(dǎo)電流法、大電流注入等EMC測(cè)試的時(shí)候一定會(huì)用到的一個(gè)測(cè)試設(shè)備是電流探頭，探頭的作用是將不同頻率的噪聲信號(hào)傳輸?shù)筋l譜儀或者設(shè)備上。一般可以通過(guò)將電流探頭直接連接到頻譜分析儀或連接前置放大器來(lái)測(cè)量電磁信號(hào)。

當(dāng)電流探頭夾在被測(cè)導(dǎo)線上時(shí)，被測(cè)導(dǎo)線其實(shí)相當(dāng)于變壓器的初級(jí)繞組，而探頭的繞組是次級(jí)繞組。當(dāng)導(dǎo)線（初級(jí)線圈）中通過(guò)電流時(shí)會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，由該磁場(chǎng)所產(chǎn)生的磁力線會(huì)集中在電流探頭內(nèi)部的環(huán)形磁芯中循環(huán)流動(dòng)，根據(jù)法拉第定律，磁芯中流動(dòng)的磁場(chǎng)會(huì)在次級(jí)線圈上感應(yīng)到電動(dòng)勢(shì)Vind，Vind在頻譜儀內(nèi)部Zin(50Ω)上產(chǎn)生頻率范圍內(nèi)的噪聲電流。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛，信號(hào)的頻率愈來(lái)愈高，對(duì)信號(hào)的分析要求愈來(lái)愈細(xì)致。用示波器觀察和檢測(cè)電流信號(hào)的需求也日益頻繁。

電流探頭對(duì)于示波器測(cè)量是非常關(guān)鍵的，把一個(gè)探頭連結(jié)到一個(gè)電路能影響電路的運(yùn)行，并且，一臺(tái)示波器僅僅能夠顯示和測(cè)量探頭傳送的示波器輸入信號(hào)。因此，探頭對(duì)于被測(cè)回路，必須有較小的影響，同時(shí)對(duì)想要做的測(cè)量應(yīng)保證足夠的信號(hào)保真度。如果探頭不能保持信號(hào)的保真度，如果它以任何方式改變信號(hào)或改變一個(gè)電路的動(dòng)作，示波器將顯示實(shí)際信號(hào)的一個(gè)畸變的型式。其結(jié)果會(huì)導(dǎo)致出錯(cuò)的或者誤導(dǎo)的測(cè)量。

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審核編輯黃宇