Yüksek hızlı pasif sonda - yazarlar veya farklı bakış açıları arasındaki çelişki?

Bir belgede Hiscocks ve ark. Osiloskop prob teorisinin bazı temellerini açıklar. Belge çok anlaşılır ve tutarlı görünüyor. Özellikle onun için kötü adamın, probun ucuna paralel bir kapasitans eklenerek telafi edilmesi gereken koaksiyel kablonun ve osiloskopun paralel kapasitansı olduğuna dikkat edin (böylece, ucun kapasitansı arttırılır).

Sonra d gelir . Smith , 1 GHz pasif prob oluşturma yöntemiyle. Birincisi, probunu neden 50 ohm dirençle sonlandırdığı tam olarak açık değildir: yansımaları önlemek için, probun bir tarafının (osiloskop tarafı) 50 ohm dirençle sonlandırılması yeterli değil mi? Ben tahmin bu daha da yansımaları öldürmek olduğunu. Bırak olsun. Ama benim için garip olan şey, kablonun kapasitesini veya osiloskopun kapasitesini dikkate almamasıdır. Özellikle, onun için, öldürülmesi gereken canavar uç kapasitansıdır (böylece artar.kablonun paralel kapasitansı), yukarıdaki belgede Hiscoks'un söylediklerinin tam tersi. Bu adam bir acemi olsaydı, probunun neden çalıştığını anlamadığını ve aslında bakır folyo ile ucun kapasitansını arttırdığını söyleyebilirim. Ama hey! bu adam farklı dergilerde birkaç makale yayınlayan bir prob gurusu.

Ve şimdi en iyinin en iyisi, Elektronik Sanatı , 12.2 s. 808: yüksek hızlı pasif sonda yapmak için? Çok basit:

... ve bir dizi direnç (950 ohm gibi) sıska 50 ohm koaksiyel uzunluğa (RG-178'i seviyoruz) bağlayarak kendiniz yapın; koaksiyel kalkanı geçici olarak yakındaki bir yere lehimliyorsunuz, diğer ucunu kapsama (50 ohm giriş için ayarlanmış) ve voila - yüksek hızlı 20 x prob!

Anladığım doğru ise, kablonun 50 ohm karakteristik empedansına sahip 950 ohm direnç, 1:20 direnç bölücü (şimdiye kadar Tamam) yapıyor, ama prob telafisi vb. ah!

Birisi bana neler olduğunu söyleyebilir mi?

100 MHz ve daha yavaş problar için, söz konusu sinyallerin dalga boyu, kablonun gerçekten bir iletim hattı gibi hareket etmeyeceği kadar uzun ve prob ucu, kapsamın giriş empedansını hemen hemen 'görür'. Ayrıca, prob empedansı ve kapsam giriş empedansı kablo karakteristik empedansına uymuyor. Bu durumda, kapasitans gerçekten kontrol edilmesi ve telafi edilmesi gereken ana şeydir. Bu, Hiscocks ve ark. belgesi.

Yüksek frekanslarda, kablo bir iletim hattı gibi çalışır ve prob ucu doğrudan kapsam giriş empedansını görmez. Bunun yerine, prob ucu kablonun karakteristik empedansını görür. Genellikle yüksek frekanslı problar için standart 50 ohm RF tasarım teknikleri kullanılır. Her şey sadece 50 ohm ile eşleşir - hem kapsam girişi hem de prob ucu.

D arasındaki fark gelince. smith ve elektronik sanatı, temelde aşağı yukarı aynı şeyi yapmaya çalışıyorlar. d. smith ~ 40: 1 prob üretmek için bir voltaj bölücünün bir tarafını oluşturmak üzere toprağa paralel bir direnç ekler. Bu 50 ohm direnç, eşdeğer 25 ohm direnç için 50 ohm kablo ile paralel olarak görünür. Bu daha sonra 976 ohm serisi direnç ile bir voltaj bölücü oluşturur. Görünüşe göre probunun uç kapasitansı, düz bir frekans tepkisi elde etmek için ekstra telafi gerekecek kadar yüksek. Bu direncin, bir sonlandırma direnci olarak gerçekten gerekli olmadığını unutmayın - hattın diğer ucunun (kapsamda) 50 ohm'a doğru şekilde sonlandırıldığını varsayarsak, kablodan çıkan yansımaları yansıtabilecek hiçbir yansıma olmamalıdır. prob kafasında bir empedans uyuşmazlığı.

Elektronik tasarım sanatı aynı şeyi yapar, ancak kablonun karakteristik empedansını sadece voltaj bölücünün bir tarafı olarak kullanır. 950 ohm serisi direnç ile kombinasyon halinde, bu 20: 1 bir prob üretir. Bu, doğru direnç kullanılırsa ek dengeleme olmadan makul yüksek frekanslara kadar 'yeterince iyi' çalışır, ancak 950 ohm direnç ile koaksiyel kablo arasında toprağa uygun boyutta bir kondansatör eklerseniz biraz daha iyisini yapabileceğinizi düşünüyorum. . Elektronik tasarım sanatının zayıflaması da d'den daha düşüktür. büyük olasılıkla kapasitans uyumsuzluğunu daha az problem haline getiren smith tasarımı. Genel olarak, elektronik tasarım sanatının gerçekten hata ayıklama için yeterince iyi çalışan ancak daha fazla doğruluk gerektiğinde geliştirilebilecek hızlı ve kirli bir teknik olması gerektiğini düşünüyorum.

Aslında Hiscocks belgesi oldukça açık, probda 9 M serisi direnç, kapsamda toprağa 1 M. Yüksek frekanslar için 10: 1 oranının korunması için kapasitörleri paralel olarak ekleyin. Her şey mantıklı.

Bu şekilde yapılmış iyi bir 10: 1 prob, 300 MHz'e kadar bant genişliğine ulaşabileceğine inanıyorum.

Diğer çözümler daha yüksek bir BW (bant genişliği) elde etmeye çalışır. O zaman kurtulmamız gereken ilk sınırlama (standart 10: 1 prob ile karşılaştırıldığında) prob kablosudur. 10: 1 problar için kullanılan kablo, BW için sınırlayıcı faktördür. Yüksek bir BW kablosu kullanmamız gerekiyor ve kabloların neredeyse her zaman RG-178 gibi 50 ohm karakteristik empedansı var. Bu BW'yi kullanabilmek için her iki tarafta bu kablo uzunluğunun 50 ohm ile sonlandırılması gerekir . Bu kabloyu bir iletim hattı yapar .

Hem D. Smith hem de Elektronik Sanatları bu iletim hattını temel olarak kullanıyor. 50 ohm sonlandırma direncinin genellikle osiloskopun içinde bulunduğunu unutmayın (kapsamdaki bir ayarı değiştirmeniz gerekir), eğer böyle bir ayar yoksa 50 ohm'u kendinize bir şekilde eklemeniz gerekir.

Bu 50 ohm iletim hattına bağlanmak için her ikisi de isteğe bağlı kapasitörlü bir direnç kullanın. Elektronik Sanatları, aldıkları BW'den zaten memnun. Güzel bir şekle sahip dijital sinyaller hakkında nasıl konuştuklarına dikkat edin !

Ayrıca, iletim hattı çok fazla kapasitans olmaksızın 50 ohm empedans olarak davrandığından, RG-178'in girişteki kapasitansının tamamını "görmezsiniz". Bu nedenle, uygun frekans telafisini elde etmek için 950 ohm dirençte sadece çok küçük bir kapasitansa ihtiyacınız olacaktır.

1 megaohm empedanslı bir kapsama sahip olduğunuzda prob telafisi gerekir

Kapsam ve kablonun empedansı eşleştiğinde telafi edilecek hiçbir şey yoktur. Kablo bir iletim hattıdır ve kablonun endüktansı, kapasitansının etkisini iptal eder.

Çoğu kapsamın 50 ohm prob içermemesinin nedeni, ölçülen devreye önemli bir yük yüklemesidir ve sadece probu bağlayarak istenmeyen çalışmaya neden olmamasına dikkat edilmelidir. yüksek empedanslı bir prob ile devreyi daha az rahatsızlıkla problayabilirsiniz.

Smith, koaksiyel kablosunun her iki ucunu da sonlandırıyor Bundan ne elde ettiğinden emin değilim ve sonra sonlandırmasının kapasitesini telafi etmesi gerekiyor, bir şey kazandığından emin değilim.

Elektronik Sanatı, birçok uzman tarafından kanıtlanmış ve iyi karşılanmıştır