Analiza de principiu a sondelor pasive de osciloscop
Inginerii au folosit în mod obișnuit de 10 ori sonda de tensiune pasivă Rp (9MΩ) și Cp este situată în vârful sondei, Rp pentru impedanța de intrare a sondei, Cp pentru capacitatea de intrare a sondei, R1 (1MΩ) reprezintă impedanța de intrare a osciloscopului, C1 reprezintă capacitatea de intrare a osciloscopului și capacitatea echivalentă a cablului coaxial, precum și capacitatea casetei de compensare a sondei a combinației de valori. Pentru a măsura cu precizie, cele două constante de timp RC (RpCp și R1C1) trebuie să fie egale; orice dezechilibru va produce o distorsiune a formei de undă măsurată și nu va provoca niciodată măsurători inexacte ale unor parametri, cum ar fi timpul de creștere și amplitudinea. Prin urmare, este necesar să se calibreze activitatea sondei osciloscopului înainte de măsurare pentru a asigura acuratețea rezultatelor măsurătorii. Din modelul de semnal al sondei putem analiza că pentru măsurarea DC a semnalului, capacitatea de intrare Cp și C1 sunt echivalente cu un circuit deschis. Semnalul este împărțit la Rp și R1, iar intrarea finală a osciloscopului este: Vout=[R1/Rp+R1]*Vin=1/10*Vin
Osciloscop Semnalul de intrare către osciloscop este atenuat la 1/10 din semnalul de intrare care trebuie măsurat. pentru semnale de intrare cu frecvență mai mare, efectul reactanței capacitive asupra semnalului va fi mai mare decât impedanța. De exemplu, o sondă de tensiune pasivă standard de 1MΩ ~ 10pF, frecvența semnalului de intrare de 100MHz, în acest moment, impedanța capacitivă de intrare a sondei Xc (Cp)=1 / (2 × π × f × C) {{7 }}Ω, impedanța capacitivă este mult mai mică decât impedanța sondei de 9MΩ, curentul semnalului va fi mai mult prin capacitatea de intrare furnizată de circuitul cu rezistență scăzută, circuitul de înaltă rezistență al impedanței de 9MΩ este echivalent cu bypass. Poate fi înțeles și ca conexiune paralelă de 159Ω și 9MΩ după impedanța echivalentă de 159Ω. În acest moment, intrarea reală în amplitudinea semnalului osciloscopului (AC/frecvență înaltă) este determinată de capacitatea de intrare a sondei, precum și de raportul dintre capacitatea totală a buclei, echivalentul cu: Vout=[Cp/Cp+C1]*Vin
De obicei, un cablu de sondă pasiv are o sarcină capacitivă de 8-10pF/picior (1 picior picior=12inci inci=0,3048 metri metru) și un timp de creștere de 1,5 nS/picior. Pentru un cablu de 6 picioare există o capacitate de 60 pF, plus capacitatea de intrare de 20 pF a unui osciloscop tipic și unele rătăcitoare, aproximativ 90 pF sau cam asa ceva. Conform diviziunii tensiunii 1:10, capacitatea de intrare a sondei ar trebui să fie de aproximativ 10pF pentru a satisface caracteristica atenuării de intrare Vout/Vin=[10/{10+90]{=1/10 cu un factor de 10. Ținând cont de capacitatea sondei și a cablului unor erori, necesitatea de a utiliza caseta de capacitate de compensare a sondei pentru a efectua o compensare a circuitului, din cauza erorii, capacitatea de intrare a sondei de tensiune pasivă este în general între 8 ~ 12pF . În prezent, modelul principal de sarcină de intrare a sondei de tensiune pasivă de 10 ori este, în general, capacitatea de intrare 8 ~ 12pF, rezistența de intrare 9M ohm.
