在工程師實際使用示波器的時候，很多人會為一個問題所困擾——示波器接上探頭還沒有開始測信號，屏幕中就顯示了波形：

一個像正弦波，但是又有很多噪聲的波形。

這是怎么回事呢？

為了探究原因，當(dāng)這樣的波形出現(xiàn)時，我們對它進(jìn)行測量。打開示波器的測量功能，可以看到信號的頻率約為50Hz。

這個時候，如果把探頭靠近示波器或其他用電器再去觀察，可以明顯地觀察到信號變得更加清晰，噪聲也減小了。

如果我們再用手與探頭的信號端接觸，會發(fā)現(xiàn)示波器此時出現(xiàn)了一個更大的信號，調(diào)整垂直檔位后會發(fā)現(xiàn)，此時的信號頻率同為50Hz，但是信號的幅度變大，噪聲變小了，波形也清晰起來。

01 工頻干擾

上述帶噪聲的信號是如何產(chǎn)生的？有人認(rèn)為是示波器的問題，也有人認(rèn)為是探頭出了問題。

其實，這是50Hz的工頻干擾，是電力系統(tǒng)中普遍存在的一種現(xiàn)象。

我們的電網(wǎng)供電是220V/50Hz，而室內(nèi)通常存在很多電纜或用電器，就會產(chǎn)生一些50Hz的電場。

示波器導(dǎo)致工頻干擾的原因一般有兩種：

·經(jīng)輸電電纜傳導(dǎo)進(jìn)入示波器

·通過空間輻射由探頭引入示波器

由此可見，以上所說的干擾就是通過空間輻射產(chǎn)生。

示波器的探頭由阻容結(jié)構(gòu)組成。

探頭暴露在空氣中時相當(dāng)于一個天線，所以將探頭靠近一些容易產(chǎn)生輻射源的設(shè)備（如示波器或者其他用電器）時，就會有明顯的干擾信號引入。此外，人體也是導(dǎo)體，是一種電阻很大的導(dǎo)體，就像是一個能夠接收周圍電磁輻射的大天線，所以才會有工頻干擾引入示波器。

這種現(xiàn)象會對我們的測試產(chǎn)生很大的影響，所以我們在測試中應(yīng)該盡量減少或者避免工頻干擾。

02 如何避免工頻干擾

在我們示波器測量的時候，首先要保證示波器要有良好的接地。

接地不單單可以保證我們的電氣安全，減少觸電風(fēng)險，也能夠使示波器和被測信號共地，屏蔽部分噪聲信號。

以上述比較有代表性的人體天線為例，我們同樣以手來接觸探頭的信號端，之后再把另一只手觸到探頭的地線上，這個時候可以看到信號的幅度明顯減小。

另外，我們在測試信號的時候，探頭的探針和地線本身也會組成一個環(huán)路，這又相當(dāng)于一個小天線。

為了減少這樣的天線效應(yīng)，可以把探頭的地線取下來，再用探頭標(biāo)配的一個接地彈簧進(jìn)行測量，減少地線的長度來減少信號干擾。

如果嘗試過以上的方法后效果依然不明顯，或者所測的信號需要較長的地線接地才能夠測量，所以我們無法使用接地彈簧時，可以想辦法減少一些電磁輻射。

此時可以關(guān)掉旁邊的一些用電器或換一個電器比較少的房間進(jìn)行測試。不同的房間或者不同的地理位置，它的電磁環(huán)境可能相距甚遠(yuǎn)，測量的結(jié)果自然也會有所不同。

如果對測試的結(jié)果要求比較高，或者以上的方式效果都不好，那還有最后一種方法可以嘗試：

使用濾波器對50Hz的工頻信號進(jìn)行過濾，以得到更為純凈的測試信號。

03 總結(jié)

工頻干擾是工程師在實際操作中經(jīng)常面臨的問題，輸電電纜傳導(dǎo)和空間輻射是兩種常見的原因。為了減少或避免干擾，可采取接地、減少地線長度、減少電磁輻射等方法，或者使用濾波器對信號進(jìn)行過濾。