Osiloskoplarım için kendi ucuz (biraz tek kullanımlık veya prototiplere kalıcı olarak bağlı) probları yapmakla ilgileniyorum.

Karmaşık devrelerde ve yoğun PCB'lerde bazen tüm bu (standart) probları takmak zor olabilir, test noktaları mevcut olmayabilir, bağlantılar sinyalleri bozan büyük toprak empedansına neden olabilir vb.

BNC konektörüne bazı koaksiyel kabloları lehimlemek ve kabloyu doğrudan PCB'deki "ilginç" ize lehimlemek için bulduğum çözüm, daha sağlam bir bağlantı (ayırmak için kanca yok, çok can sıkıcı), çok daha küçük topraklama yol açar. Probun kalıcı olarak takılması, kapsama bağlanmaya hazır olan her zaman tüm sinyalleri sağlayan mükemmel bir prototipleme / geliştirme kartı ile sonuçlanır.

Bunu nasıl başarabilirim? Sinyaller MHz aralığında olabilir (örneğin 10-30MHz).

Standart 50 ohm koaksiyel kablo düşünüyordum, daha iyi bir şey var mı? Sonlandırmalı mıyım?

1:10 problama için basit bir voltaj bölücü yeterli. Bu doğru mu?

Kapasitans telafisine ne dersiniz? Probun kapasitansı genellikle nasıl azaltılır?

Problar hakkında akılda tutulması gereken başka bir şey var mı? Ya da yukarıdaki hedeflere ulaşmak için başka bir yol var mı?

Bu genellikle iyi bir fikir değildir. Düzenli kapsam probları için tutma noktaları yapmaktan daha iyidir (elbette zemin klipsi için yakındaki tutma noktalarını sağladığınızdan emin olun).

Birçoğu aslında düşündüğünüz bir takım problemler var - sadece doğrudan bir koaksiyel bağlantı onlarla başa çıkmanın yolu değil.

Sinyaller MHz aralığında olabilir (örneğin 10-30MHz).

Standart 50 ohm koaksiyel kablo düşünüyordum, daha iyi bir şey var mı?

İşte ilk sorunun. 30 MHz sinyalleri, koaksiyel sonlandırılmadığı sürece, koaksiyel uzunluklarını beslerse görünür bozunmaya maruz kalacaktır. Sinyalleriniz kapsama yayılacak, yansıtılacak, daha sonra tekrar yansıtılacak ve kapsam sinyalini vb. Bozacaktır. Düzenli kapsam problarının kayıplı koaksiyel kullandığını akılda tutmakla birlikte, bu iyi bir anlaşma olmadan başarılı bir şekilde kullanacağınız bir şey değildir. teorisi.

Sonlandırmalı mıyım?

Kesinlikle. Bunu yaparsanız, kapsamda mükemmel sinyaller alırsınız. Hu. Elbette kabloyu sürmenin küçük bir sorunu var. 50 ohm kablo için 50 ohm'u başarıyla süren bir kaynak sağlamanız gerekir. Bu, tüm "normal" op amperlerin ve tüm "normal" mantık devrelerini dışlar. Panonuzda sadece kapsamınızı panoya bağladığınızda kullanılan bir dizi yüksek hızlı, yüksek güçlü amplifikatör anlamına gelir ve çoğu devre için güç dağıtımında önemli bir artış temsil eder - bu nedenle daha büyük güç kaynaklarına ihtiyacınız olacak . Ama elbette devam edin.

1:10 problama için basit bir voltaj bölücü yeterli. Bu doğru mu?

Ne yazık ki hayır. Nominal 50 ohm kaynak üretmek için 550/55 bölücü gibi bir şey sağlayabileceğiniz doğru olsa da, 50 ohm yüke bağlandığında 20'ye kadar bölünürsünüz. Devreniz yaklaşık 600 ohm yük görecektir. 50 ohm'dan daha iyi, ancak çoğu devrenin mutlu olduğu aralığın dışında.

Kapasitans telafisi nasıl olur? Probun kapasitansı genellikle nasıl azaltılır?

Bunun 10 probla bölünmesi için çalıştığı doğrudur, ancak sadece kayıplı koaksiyel ile. Sonlandırılmamış bir koaksayı deneyebilirsiniz, ancak bu devrenin önemli bir kapasitansına (örneğin RG58 için tipik olarak 25 pf / ft) sahip olacaktır.

İstediğinizi yapmanın tek "iyi" yolu, bahsettiğim gibi, izlemek istediğiniz her noktaya 50 ohm'luk bir sürücü amplifikatörü kurmak ve daha sonra kapsamda kabloyu 50 ohm ile sonlandırmaktır. Ve bu muhtemelen çok iyi değil.

Tipik bir pasif kapsam probu biraz şuna benzer (ilk google resim arama vuruşu):

ve içindeki her bölüm iyi tasarlanmış olup, onlarca yıllık deneyim göz önünde bulundurulur. Kesinlikle kendi problarınızı yapabilirsiniz ve gerçek hedefinizin ne olduğuna bağlıdır. Sadece bir şey görüyor musun? Kesinlikle mümkün, kolay ve ucuz. Örneğin Z0 problarına dikkat edin. Gerçek dalga formunun nasıl göründüğü hakkında bir fikriniz var mı? Bu inanılmaz derecede zorlaşıyor. 1X pozisyonundaki değiştirilebilir probların tipik bant genişliği 5-8MHz'dir ve en iyi mühendislik bile bu kadar yükselemez, bu yüzden ev kurulumunuzla mümkün olacak mı? Olası olmayan.

Parçaları satın almadığınız sürece, evde kopyalanması oldukça zor olan modern yüksek performanslı problarda yapılan şeylere sadece iki örnek:

• prob kablosu kesinlikle koaksiyel değildir, iç iletkeni buruşmuş ve metre başına 100-200Ω direnç ile kayıplıdır.
• Uç ve toprak halkası arasındaki platicy malzeme sadece tam olarak ölçülmekle kalmaz, aynı zamanda kapasitansı düşük tutmak için iyi kontrol edilen dielektrik sabitine sahip bir malzemedir.

Size tekrar google resim aramasının tekrar geldiğini göstereyim:

Bu, üç farklı prob ucu kapasitesi için sinyalin frekansına karşı Ohm empedansıdır. Gördüğünüz gibi, zaten çok düşük 5pf için bile, aranan Megaohm yerine yüzlerce Ohm empedansınız var (Piyasada <1pf olan problar var ve fiyatları binlerce kişidir ve bunun bir nedeni var) . Düzgün dalga formlarını görmek için bu yanıt düzleştirilmelidir.

Video formundaki kapsam probları hakkında daha fazla bilgi için şunları öneririm:

• 1x Problarda Dave Jones (EEVblog)
• Bob Pease ve Scope Probes hakkında arkadaşlar

Ayrıca iyi bir okuma bunlar

• Doug Fords Probların gizli dünyası
• Tektronix Scope Probe hakkında temel bilgiler
• Agilent kapsam problama uçları (özellikle 2 ve 8)

tl; Dr.

Yapabilir misin? Kesinlikle yeterli bilgiye sahip olabilirsiniz, ama açıkçası, eğer buna sahip olsaydınız, burada sormazdınız değil mi?

Sen-meli? Büyük olasılıkla değil, cevaplamak istediğiniz tek soru "bir şey var mı" olmadığı sürece, bu durumda bir ev demlemek Z0 probu muhtemelen en iyileri arasındadır. Dalga formlarının biraz hassas olmasını istiyorsanız, probların frekans tepkisini doğru bir şekilde karakterize etmeli ve dalga formunuzda hiç veya minimum bozulma olmayacak şekilde düzleştirmelisiniz.

Öte yandan bu, kapsam problarının nasıl çalıştığını öğrenmek ve oynamak için ise, o zaman bu çok iyi bir fikirdir.

Endişeleneceğiniz en fazla şey, düşük endüktans yollarına sahip test noktalarının erişilebilirliği ve erişilebilirliği ise, Bob Pease videosunu saat 8: 00'de izleyin.

İki temel tipte pasif prob, düşük empedanslı problar ve yüksek empedanslı problar vardır.

Düşük empedanslı problar, kapsam girişi 50 ohm moduna ayarlanmış ve kapsam için 50 ohm koaksiyel hat ile kullanılır. Daha sonra, ölçek faktörünüzü (yani bir x10 probu için 450 ohm) vermek için uçta bir seri rezistansınız olur. Bu kurulumun avantajı basit ve yüksek frekanslarda iyi çalışmasıdır. Bu güzel özelliklere sahiptir, çünkü kabloyu eşleşen bir yüke besleyen uygun bir iletim hattı olarak görür. Dezavantajı düşük frekanstadır ve test edilen cihazı yüksek empedanslı bir probdan daha fazla yükler. Ayrıca bazı ucuz kapsamların 50 ohm giriş seçeneği yoktur, harici bir T-peice ve sonlandırıcı kullanabilirsiniz, ancak akıllıca bir performans değildir.

Sinyalleriniz büyükse, bu şekilde 100x prob yapmayı düşünebilirsiniz. Devrede daha az yük var ama açıkçası daha kötü snr.

Yüksek empedanslı problar için 1 megohm giriş empedansı kapsamına sahipsiniz. Seri direnciniz x10 prob için 9 megaohm olur. Bununla birlikte, sadece bir dirence sahip olmak kötü davranılmış bir prob ile sonuçlanacaktır. İyi davranılmış bir prob elde etmek için, direncinize, kapsam girişinizin ve koaksiyel kablonuzun birleşik kapasitansından 9 kat daha küçük bir kapasitör eklemeniz gerekir (şimdi kabloya bir iletim gibi davranmak yerine bir kapasitör gibi davranıyoruz) hattı, bu bizim kablo dalga boyundan çok daha kısa olduğu sürece tamam çalışır). Genellikle değişken bir kapasitör, kaçak kapasitansın tahmin edilmesi zor olduğu için kullanılır. Frekans yükseldikçe, yüksek empedanslı problar yapmak zorlaşır ve diğer cevaplarda belirtilen özel kayıplı kablolar gibi ekstra numaralar gerektirir.

Yüksek performanslı bir pasif probun fiziksel yapısı kolay değildir, çünkü voltaj bölücünün geniş bir frekans aralığında düzgün çalışması (düz bir tepki üretmesi) için son derece küçük parazitik kapasitans elde etmeniz gerekecektir. Probu önemli bir uzunluk verirseniz, probu osiloskopa bağlayan koaksiyel kablo bile zordur. Bu, devreyi güçlü bir şekilde yüklemeyen pasif bir prob oluşturmayı çok zorlaştırır.

Bu sizin için önemliyse, osiloskopa doğrudan bağlantı için 50 ohm çıkış empedansı ayarlayabileceğiniz aktif bir prob denemenizi öneririm. THS4631 gibi nispeten küçük giriş kapasitansına sahip geniş bant FET girişli opamp'ler bulabilirsiniz1 GOhm'a sahip opamperleri bulabilirsiniz || 3.9 pF giriş empedansı. Geniş bant voltaj bölücüyü opamp için lokal yapmak, sadece birkaç pF kapasitansa sahip pasif bir prob oluşturmaktan daha pratik olmalıdır.

Dezavantajı, bunun da çok önemsiz olmaması ve opampların her biri birkaç dolara ve PCB'lerin maliyetine mal olduğu için bu tür probları tek kullanımlık olarak tedavi etmek istemeyebilirsiniz. İşte Rocketmagnet'in neyin dahil olabileceğini gösteren bir tasarımına iyi bir örnek . Tek uçlu bir prob biraz daha basit olabilir, ancak gereksinimlerinize bağlı olarak yine de birden fazla opamp'e ihtiyacınız olabilir. Çıplak minimum bir veya iki opamp ve bir voltaj bölücü ile kurtulabilirseniz, potansiyel olarak bakır kaplı bir parça parçası üzerine inşa edebilir ve problanacak devreye bağlı bırakabilirsiniz. Bunun her zaman çabaya ve maliyete değip değmeyeceği elbette size kalmış.