差分示波器测量

图18. 消费音频电子部件中的VCM。这些设备通常使用双芯电源线，其机箱和电路都是浮动的。

共模范围
任何放大器都有可能被过驱动，并引起输出的“钳位”。当输入的差模信号大到足以强制放大器超出其输出动态范围时，差分放大器也会发生同样的效应。差分放大器还要承受另一种过载，即超出输入共模范围。当预期的信号所依附的电压（VCM）超出了放大器的输入共模范围时就会发生这种情况。
由于放大器抑制了共模信号，所以动态范围受到输入级而不是输出摆幅的限制。带输入衰减器的放大器共模范围比差模范围大。由于共模成分在测量中是看不到的（但愿如此），所以共模范围过载对于用户可能并不明显。当共模成分为直流时尤其如此。在超出VCM范围时，有些放大器的拓扑仍然近似地给出带有明显增益误差的差分信号。由于波形貌似正确，很多用户被这种错误的测量结果所愚弄。
有些放大器带有过载指示器以警告用户发生了共模过载的情况。一个好的方法就是在进行重要的测量之前先检验共模是否在规定的范围之内。只要将一个输入端接地并且用放大器本身测量共模成分就可以很容易地进行检验。然后再对另一个输入端重复此过程。

测量完全浮动信号
完全浮动（没有任何接地）的信号源在用差分放大器进行测量时会造成特殊的问题。常见的例子有电池供电的电子设备、消费音频部件和实验用生理标本。由于没有分支阻抗接地，该地区的任何交流电场都可以通过电容耦合到被测设备中去（参见图18）。在这种测量环境中充斥着从荧光灯和建筑物配线中辐射出来的线路频率电场。当这种电场耦合到被测设备中时，便产生了共模电压。若耦合量足够大而放大器的输入阻抗又比较高，就可能在不经意间超出了放大器的共模范围。当放大器配置成仪器用放大器时尤其如此，因为对线路频率的负载阻抗近乎无限大。
通过提供分支阻抗接地、减少电容性耦合或者减少场强等都可以避免出现过载的情况。增加到地的并联支路是最为容易的方法。这种方法不需要直接短路，通常有10 kΩ的电阻就足够了。如果加入分支阻抗对被测设备或测量过程造成了干扰，可以试着将被测设备用接地的金属屏蔽物封装起来以减少电容性耦合。这实际上是加了一个给交流电场提供接地通路的法拉第屏蔽。最后一个方法是设法将场强减至最小。作为一个好的开始，可以用白炽灯替代荧光灯以及使电路配线与被测设备之间保持最大距离。

带宽
差分放大器和单端示波器放大器一样，常可以对带宽限制进行控制。高增益放大器可以提供低通频率的选择。带宽限制可减少高频噪声成分并使低频的降低减至最小。带宽限制滤波器位于输入信号被转换为单端之后。所以，使用带宽限制不会增加高频的输入共模范围。

术语
ADC － 模数转换器。数字存储示波器需要将模拟输入转换到数字域，模数转换器是数字存储示波器的“心脏”部件。ADC 的许多特性（如采样率、分辨率、精度和线性度等）均直接与示波器的性能有关。
平衡式－ 通过一对线进行传输的信号，每条线的源阻抗相同。地线不可用作信号的返回路径。
带宽限制器－ 一种用户可选的滤波器，用于衰减有用带宽之外的噪声。除非特别说明，滤波器均为低通拓扑，单极（-6 dB/octave）滚降。
钳位电路－ 一种限制放大器输出电压的摆幅使之工作于线性范围的电路。通常采用减少过载恢复时间的方法实现。
削波－ 放大器再现输入信号时由于输出电压范围不够而产生的失真的波形。正如其名称所示，输出波形好象经过了“切削”。
共模－ 输入信号中差分放大器的两个输入端公用（振幅与相位均相同）的成分。理想的差分放大器抑制所有的共模信号。
共模范围－ 差分放大器可以抑制的共模信号的最大电压（相对于地）。共模范围通常比差模范围大。取决于放大器的拓扑结构，共模范围可能随增益而变化。
共模抑制－ 差分放大器对输入信号中共模成分的消除功能。
共模抑制比(CMRR) － 对差分放大器抑制共模信号的能力的量度。CMRR 的计算公式为：
CMRR ＝ 差模增益/ 共模增益
由于共模抑制能力一般随频率的增加而降低，故通常给出特定频率下的CMRR 值。
差分放大器－ 一种三端增益电路，可以处理两个输入端之间不相同的信号成分，同时忽略两个输入端上相同的信号成分。
差模－ 在差分放大器两个输入端之间不相同的信号。差模信号（VDM）可以表示为：
VDM = (V+Input ) - (V-Input )
差模范围－ 差分放大器可以接受而且不会使输出过载的差分输入信号的最大振幅。若超出差模范围，放大器则将信号削波或钳位。差模范围通常随放大器增益的增加而减少。

差分偏移－ 高增益差分放大器中使用的一种电路，用于抵销出现于差分输入信号中的直流偏压。差分偏移电路电气上相当于在一条输入线上串接一只可调的电池。
差分探头－ 为差分应用专门设计的探头。有源差分探头在其触点处包含一个差分放大器。无源差分探头用于差分放大器，并可使两个信号通道上的直流和交流衰减校准到精确地互相匹配。
浮动信号－ 不参照地电位的信号。浮动信号不能作为单端仪器的输入而直接测量。
浮动示波器－ 使得示波器的保护接地系统失效以便进行浮动测量的用法。由于整个示波器的机箱与探头的“接地”夹同电位，故这种危险的做法可能导致用户遭受电击。
接地环路－ 多个低阻抗通路接到同一个地电位而形成的电路。接地环路起到变压器短路线匝的作用，可以感应出循环的地电流。这些电流可使电路内的地电位发生轻微的改变。
隔离器，隔离探头－ 一种利用单端接地仪器进行两点的浮动电压测量的装置。其实现方法是将输入信号转换为光的形式和/或磁的形式（通过变压器）。
最大共模转换速率－ 在差分放大器或隔离器输入端上的共模成分变化速率（dv/dt）的上限。上升时间超出最大共模转换速率指标的信号可能会使输出信号产生极度的失真。此指标有时称为仪器的最大非破坏性极限。
准差分－ 建立差分放大器的一种方法，做法是将两个常规示波器的输入通道相加（其中的一个通道设置为反转方式）。为了产生有意义的结果，两个通道必须设置在相同的“电压/ 分度”档位。与真正的差分放大器相比，准差分方式的共模范围有限，而且CMRR 值较低，尤其是在高频段。
偏压补偿（