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TEKTRONIX TCPA300/400 电流探头放大器
时间: 2025-11-21浏览次数：
TEKTRONIX TCPA300/400 电流探头放大器
TEKTRONIX TCPA300/400 电流探头放大器
基础信息
产品定位
产品组合：
放大器：TCPA300（支持 TCP312/305/303 探头）、TCPA400（仅支持 TCP404XL 探头）；
探头：TCP312（30A/100MHz）、TCP305（50A/50MHz）、TCP303（150A/15MHz）、TCP404XL（750A/2MHz，非连续）。
安全操作与系统配置
1. 核心安全规范
禁止带电操作：探头 / 测试线连接 / 断开前必须切断电压源，避免探头内部绝缘击穿；
终端匹配要求：放大器输出需接 50Ω 负载（示波器或 50Ω 直通终端），否则 NOT TERMINATED INTO 50Ω LED 点亮，影响测量精度；
导线使用限制：
TCP312/305：仅可测绝缘导线，禁止接触裸露导体；
TCP303/404XL：可测裸露导体，但需断电后装卸探头；
环境限制：禁潮湿 / 爆炸环境，工作湿度 5%-95%（≤30℃）、5%-85%（>30℃-+50℃），非凝露。
2. 系统配置与连接
（1）系统组成
完整电流测量系统需 3 部分：
TCPA300/400 放大器：将探头感应电流转换为 proportional 电压；
TCP300/400 系列探头：钳式感应电流（滑盖锁定后生效）；
示波器：需 50Ω 输入阻抗（无则加 50Ω 直通终端），带宽建议为探头 5 倍（如 TCP312 需≥500MHz 示波器）。
（2）连接步骤
放大器→示波器：
TEKPROBE 兼容示波器：用 TEKPROBE 接口线；
非兼容示波器：用 50Ω BNC 线，示波器输入设为 50Ω；
探头→放大器：对齐探头与放大器的红色标记点，推入锁定（禁止扭转）；
预热：所有设备通电预热 20 分钟，确保热稳定。
核心功能操作指南
1. 探头关键操作
（1）消磁与自动平衡（必做步骤）
作用：消除探头铁芯剩磁、抵消放大器 DC 偏移，避免测量误差；
触发条件：探头滑盖锁定、脱离带电导体；
操作步骤：
按下放大器PROBE DEGAUSS AUTOBALANCE 键；
等待 5 秒，LED 由橙闪→绿色（成功），红色（失败，需排查终端 / 探头连接）；
触发场景：开机后、更换探头、过载后、强磁场暴露后。
（2）滑盖操作（不同探头差异）
探头型号 滑盖开启方式 锁定方式 注意事项
TCP312/305 向后拉滑盖 向前推至卡扣固定 仅夹绝缘导线
TCP303/404XL 按压锁扣 + 挤压手柄 释放手柄 + 按压锁扣 可夹裸露导线（断电操作）
2. 放大器核心控制
（1）关键按键与指示
控制 / 指示 功能说明 异常处理
COUPLING 键 切换 AC/DC 耦合（AC 仅测交流，DC 测交直流） 闪烁表示显示 Error Code
RANGE 键（TCPA300） 切换量程（1/5/10/50A/V），LED 指示当前量程 无 LED 亮表示未接探头
PROBE OPEN LED 探头滑盖未锁定 锁定滑盖后熄灭
OVERLOAD LED 红色：电流超连续量程；橙色：超温；闪烁：两者皆超 断电降温 + 消磁
NOT TERMINATED LED 放大器输出未接 50Ω 负载 检查示波器阻抗或加终端
（2）手动平衡（DC 耦合下）
作用：微调 DC 偏移，提高测量精度；
操作：按下MANUAL BALANCE 键（左右键调节偏移方向），LED 点亮表示进入手动模式；
限制：仅 DC 耦合生效，AC 耦合下禁用。
3. 测量流程（以 DC 电流为例）
系统预热 20 分钟，放大器设为DC 耦合，示波器输入设为 50Ω；
探头滑盖锁定（无导体），执行消磁 / 自动平衡；
示波器调整接地基准至目标刻度；
打开探头滑盖，夹住被测导体（探头箭头指向常规电流方向：正→负），锁定滑盖；
调整示波器时基、触发与增益，读取电流值（电流 = 示波器电压值 / 放大器量程，如 5A/V 量程下 2V 对应 10A）。
性能验证与校准
1. 性能验证前提
环境条件：温度 23℃±5℃，湿度符合要求，无强磁场；
设备要求：需电流源（0.1% 精度）、DMM（5.5 位分辨率）、高频电流环等（详见表 5-3/5-11/5-17）；
数据记录：需填写对应测试记录表（如 TCPA300 表 5-16、TCP305 表 5-29）。
2. 核心测试项目（放大器 + 探头）
（1）DC 增益精度测试（以 TCP305 为例）
设备连接：电流源→5 匝电流环→探头→放大器→DMM（50Ω 终端）；
测试步骤：
消磁后，探头夹电流环，电流源输出 + 1.00A；
记录 DMM 电压值 M1，再输出 - 1.00A 记录 M2；
计算误差：% Error=[(M1-M2)-2×VE]/(2×VE)×100%（VE 为预期电压，如 5A/V 量程下 1A 对应 1V）；
合格范围：≤±3%（保证值）、≤±1%（典型值）。
（2）带宽测试（以 TCP312 为例）
设备连接：电平正弦波发生器→高频电流环→探头→放大器→示波器；
测试步骤：
发生器输出 3MHz、3Vpp 信号，记录示波器峰峰值 M1；
发生器频率调至 100MHz（TCP312 带宽），记录 M2；
验证：(M2/M1)×1.18≥0.707（1.18 为阻抗修正系数）；
合格范围：-3dB 带宽≥100MHz。
（3）上升时间测试（以 TCP404XL 为例）
设备连接：高压脉冲发生器→内置电流环→探头→放大器→示波器；
测试步骤：
发生器输出 5A、250μs 脉冲，示波器设为 80ns/div；
测量脉冲 10%-90% 上升时间；
合格范围：≤175ns（由带宽 2MHz 推导：0.35/2MHz=175ns）。
3. 校准调整（仅合格人员操作）
（1）放大器调整（TCPA300）
前提：需拆外壳，用校准适配器（174-4765-00）；
步骤：电流源输出 0.100A，调节对应量程电位器（如 5A/V 调 25Ω 电位器），使 DMM 电压符合预期值（如 5A/V 量程下 0.1A 对应 0.25V）。
（2）探头调整（TCP305/312）
DC 增益调整：打开探头外壳，调节 DC 增益电位器，使 DMM 电压误差≤±3%（参考表 6-7）；
注意：调整前需记录原位置，避免超出规格。
故障排查与维护
1. 常见故障与解决
故障现象 可能原因 解决措施
消磁失败（LED 红） 未接 50Ω 负载、探头未锁定 检查终端 + 锁定滑盖
OVERLOAD LED 常亮 电流超量程、探头超温 降低电流 + 断电降温 + 消磁
测量值不准 未消磁、量程选错、终端未接 消磁 + 核对量程 + 检查 50Ω 负载
无输出信号 探头未接、耦合设为 AC（测 DC） 接探头 + 切换 DC 耦合
2. Error Code 解读
显示方式：AC/DC 耦合 LED 交替闪烁，4 个故障 LED（PROBE OPEN 为 MSB，NONCOMPATIBLE 为 LSB）显示 4 位二进制码；
常见代码：
Code 1：未检测到探头霍尔元件→重新接探头或更换探头；
Code 2：DC 偏移校准失败→重启放大器 + 消磁；
Code 15：内部软件错误→重启无效则联系售后。
3. 日常维护
清洁：外壳用 75% 异丙醇擦拭，禁止用苯 / 丙酮等溶剂；
存储：非工作温度 - 40℃-+75℃，避免潮湿 / 粉尘；
校准周期：建议 1 年 1 次，参考频率误差（±10ppm）有效期 1 年。
配件与替换件
1. 标准配件（随产品附赠）
类别 配件名称 用途
放大器配件 50Ω 直通终端（011-0049-02） 匹配输出阻抗
TEKPROBE 接口线（012-1605-00） 连接 TEKPROBE 示波器
BNC 线（012-0117-00） 连接非 TEKPROBE 示波器
探头配件 探头盖（016-1923-00） 保护探头
接地引线（196-3120-01） 探头接地
2. 关键替换件（部分）
部件类型 型号 零件号
TCPA300 主板 电路主板 671-5434-00
TCP305 线圈 电流变压器组件 120-1984-00
TCP404XL 电缆 探头电缆组件 174-4816-00
放大器风扇 轴流风扇（12VDC） 119-6721-00
