示波器接地有什么用？
接地是所有电压测量的参考点，它确保电路中有一个已知的0V电压点，这对于确保测量的精确性、抑制噪声干扰以及保障测量安全都至关重要。
可以观察到台式示波器的电源线是三角插座，已知电源线的第三个角是与地线相连，台式示波器的地也是与市电的地相连的。示波器的外壳同样也是接地的，能够防止因为漏电流导致外壳带电对使用者带来触电的风险。
什么是接地？
接地是指与大地的物理连接，通常我们使用接入地线来实现，良好的接地可以提供安全的电流流经路径。
信号地是指待测电路中所有信号电平电压的参考点，所有的信号测量都会基于信号地来测量。信号地可以与大地相连，也可以不连接到大地，在某些应用中，信号地就会与大地隔离。稳定的信号接地可以确保采集的信号不会受到参考电平波形而影响。
机壳接地通常是指连接到示波器的外壳，这种外壳通常会通过底座接地，保护示波器不受外界的电磁影响，也能接地提供良好的安全措施。
接地的原理
对于示波器而言，接地是指将待测设备的负极、探头的接地夹，以及示波器的接地端，连接到地线。当探头的接地夹子接上待测电路的地时，这样示波器内部的接地端和待测设备的地形成了一个系统。
在任何的电气测量中，都需要一个参考点来了解电压水平。测量一个信号的电压时其实测量的是信号端至接地参考点之间的电位差，良好的接地可以保证准确测量电压。
示波器一定要接地吗？
如果示波器的探头接地夹子接上了非真实的接地点将会带来严重的影响。例如接上了带有电位差的信号，接在了零线或者火线，那么就会引入电流到示波器，导致电流过大跳闸，甚至烧坏示波器。这种情况是新手工程师们测试市电最容易犯的错误之一。
良好的接地不仅能够确保测量的准确性，还能有效减少环境噪声的干扰，例如电磁辐射或其他电路元件的噪声。这些噪声会叠加在信号上，导致波形抖动、失真或杂波过多，从而影响测量结果。下图展示了一个典型的案例：由于地线噪声过大，信号中出现了明显的杂波干扰。
在使用示波器进行测量时，地线不干净或存在辐射干扰是常见问题之一。下图展示了一个典型的工频干扰测试图，其中50Hz工频干扰是由电力系统引起的50Hz正弦波干扰信号。
这种工频干扰可能来源于多种途径：
1. 探头的馈线可能像天线一样接收并传导工频电磁波中的干扰信号。
2. 接地环路通过空间辐射耦合，可能将干扰信号引入测量系统。
3. 工频干扰也可能通过电源线传导至示波器，影响测量结果。
工频干扰通常对高阻抗设备的测量影响较大，而示波器一般用于测试高频低阻设备，因此工频干扰的影响通常不明显。
为了避免出现工频干扰，首先需要良好的接地，其次是需要减少接地环路，或者关掉其他的用电设备，换一个环境进行测试，以及使用滤波器或者隔离变压器来解决。
有些用户会选择浮地测量来应对地线不干净的情况，但是浮地测量是正确的吗？
为了使示波器浮地，用户可能会切断电源线上的接地线，但每个示波器制造商都会在其使用手册中警告用户不要这样做。
浮地测量存在以下风险：
1. 触电危险：如果探头接地引线连接到高电压参考点，用户接触到示波器的任何导电表面（包括其他探头的接地引线）时，可能导致严重触电。
2. 设备损坏：浮地测量可能损坏待测设备。
3. 测量精度差：浮地测量会引入额外的噪声和误差，影响测量结果的准确性。
不接地线对测试信号的精度和幅值会有影响吗？
下图是使用一个25MHz的正弦波进行测试，测量到峰峰值为477mV，峰峰值标准差为1mV，此时测到峰峰值相对较为稳定。当我们取下接地夹时，会发现此时测到的信号峰峰值为236mV，峰峰值标准差为1.19mV。
相对来讲，取下接地夹后，待测信号的峰峰值会下降，信号的稳定度也在下降，信号的形状和频率没有大变化。
可以看见下图的超简易版示波器测试待测物的电路图，当接上接地夹时，探头连接的是待测件两端电阻的电压差。但是当我们断开接地夹时，示波器此时测到的是被测件的正极和地线之间的电压差。地线上的电阻此时不能被我们忽略，此时我们测到的不是正确的信号电压值。
接地是怎样接的？
通常在使用示波器进行接地时，会使用探头的接地夹或接地弹簧来实现接地。接地夹是探头的配件之一，通常为夹子形状，用于连接到信号的地线，以确保测量的参考点准确可靠。
接地引线是有感抗分量的，随着接地引线越长，电感值会越大，会增加谐振效应。探头的地线越短越好，地线和信号线之间的环路面积越大，辐射带来的影响越大。图片上显示了不同长度的地线对测量带来的影响，这种影响对于峰峰值的测量动辄带来10%以上的误差。
还有一些工程师们在测试多路信号时，只接了一个信号的地，另外几路信号的接地夹被悬空了，此时多路信号将会共用这一个电流回流的接地通路。当多个电流流经这个回路时，将会产生较大的接地共模电感，导致测试信号不正确。
为了降低谐振效应和减少寄生电容的影响，我们通常会使用接地弹簧。接地弹簧通常包含在探头的配件包中，使用时需要取下探头的保护帽，将接地弹簧安装到探头前端。接地弹簧特别适用于测试PCB板上器件密集的环境，此外，接地弹簧也常用于测试电源纹波，以确保测量结果的准确性和稳定性。
在地线不干净时，该怎么测试呢？
以下是几种常见的解决方案：
1. 使用隔离示波器。例如手持示波表就是隔离的，与地线隔离，因此可以直接用于测试浮地信号，而无需担心接地问题。
2.
台式示波器可以做到不接地吗？可以。台式示波器也可以通过隔离变压器与地线隔离，从而实现信号地与接地线的分离。在这种情况下，可以使用无源探头测试隔离信号。例如，测试220V市电时，可以将无源探头的信号端接火线，接地夹子接零线进行测量。（普通无隔离的示波器接地夹子必须要接上地线，不能接上零线或者火线哦）
3.
使用差分探头：差分探头不需要直接接地，可以直接测量电路中两点之间的电压差，特别适用于无法建立公共地的情况。差分探头还能有效滤除共模噪声，降低信号失真。使用时，尽量将探头的正、负线缆耦合在一起，使它们受到平衡的空间辐射，从而更好地消除共模噪声。