Care sunt efectele sondelor active ale osciloscopului asupra măsurătorilor?
Partea de conectare din fața amplificatorului este o linie de conectare cu impedanță necontrolată, care are multă capacitate echivalentă și inductanță echivalentă. Această parte are un impact mare asupra lățimii de bandă a sistemului, impedanței de intrare la frecvențe înalte și caracteristicilor de răspuns în frecvență; în spatele amplificatorului se află de obicei Este o linie de transmisie de 50Ω. Această parte este controlată cu impedanță și are un impact mai mic asupra lățimii de bandă a sistemului.
Cel mai simplu mod de a reduce impactul cablurilor asupra lățimii de bandă a sistemului este de a scurta lungimea firului de conectare dintre sondă și dispozitivul testat. Figura de mai jos este un exemplu. În test este utilizată o sondă activă cu un singur capăt de 2 GHz. Când utilizați diferite accesorii de conectare, lățimea de bandă a sistemului este diferită. Cu cât accesoriul frontal utilizat este mai scurt, cu atât este mai mare lățimea de bandă a sistemului.
Cu toate acestea, în unele cazuri, pentru comoditatea utilizării, amplificatorul sondei trebuie să fie la o anumită distanță de punctul de testare. Această secțiune a liniei de conectare se comportă de obicei inductiv. Dacă efectul de inductanță cauzat de această secțiune a cablului nu este compensat, această secțiune lungă a liniei de conectare va fi ușor de provocat oscilația semnalului. Următoarele două imagini sunt rezultatele măsurării aceluiași semnal de ceas de 500MHz cu un timp de creștere de 100ps folosind o sondă activă cu un singur capăt de 4GHz printr-un cablu lung de 2-inchi. În imaginea din stânga, derivația lungă de 2-inci nu a fost potrivită în niciun fel, iar semnalul de ceas măsurat oscilează și se deformează foarte serios; în imaginea din dreapta, capătul sursă al cablului de 2-inci lungime este potrivit printr-un rezistor adecvat, iar semnalul oscilează și deformarea este redusă semnificativ.
Prin urmare, atunci când lungimea sondei și a dispozitivului testat nu mai poate fi scurtată, utilizarea unui rezistor adecvat pentru a se potrivi semnalului la un capăt aproape de punctul de testare poate îmbunătăți impactul inductanței plumbului. Dimensiunea specifică a rezistenței de potrivire utilizată ar trebui să se bazeze pe dimensiunea cablului. Caracteristici precum lungimea sunt simulate și calculate. Imaginea de mai jos prezintă sudura diferențială și sondele punctuale utilizate de două sonde diferențiale. Se poate observa că, în cazul frecvențelor înalte, pentru a îmbunătăți fidelitatea măsurării semnalului, chiar și cablurile foarte scurte trebuie să fie potrivite corespunzător. Un lucru de remarcat despre potrivirea rezistenței este că acest rezistor de potrivire reduce doar oscilația semnalului cauzată de firele lungi și are o îmbunătățire limitată a lățimii de bandă. Dacă lungimea cablului frontal este prea mare, lățimea de bandă a sistemului va scădea în continuare.
După cum am menționat anterior, pentru a crește lățimea de bandă a unei sonde active, pe lângă utilizarea unui amplificator cu lățime de bandă mare, trebuie să minimizați și lungimea liniei de transmisie cu impedanță necontrolată de la punctul de testare la amplificatorul sondei și să efectuați testul la capătul frontal al liniei de legătură. Potrivirea rezistenței. Cu toate acestea, de obicei, amplificatoarele cu lățime de bandă mare necesită ecranare complexă, potrivire și alimentare cu energie, iar dimensiunea lor nu este deosebit de mică. Dacă amplificatorul este proiectat prea aproape de punctul de testare, va fi foarte incomod de utilizat. Pentru a asigura ușurința în utilizare și lățimea de bandă de măsurare mare în același timp, multe sonde cu lățime de bandă mare de pe piață adoptă acum o structură divizată.
Această sondă constă din două părți: amplificatorul sondei și capătul frontal al sondei, care sunt conectate printr-un conector coaxial de 50Ω. Impedanța părții frontale a amplificatorului obișnuit al sondei este necontrolată, astfel încât această lungime are un impact mare asupra semnalului. Cu toate acestea, doar o secțiune scurtă (aproximativ 5 mm) a capătului frontal al sondei InfiniiMax are impedanță necontrolată. Această parte Firul de plumb este foarte scurt pentru a asigura o lățime de bandă mare de măsurare; iar partea din spatele capătului frontal al sondei (aproximativ 10 cm) este o linie de transmisie coaxială de 50Ω, iar lungimea acestei părți are un impact redus asupra lățimii de bandă a sistemului. Prin urmare, după adoptarea acestei structuri, pe de o parte, lățimea de bandă a sondei poate fi mărită, iar pe de altă parte, amplificatorul sondei poate fi mai departe de punctul de testare, făcând dimensiunea părții frontale a sondei mai mică și mai ușor de utilizat. utilizare. În același timp, această structură divizată facilitează utilizatorilor înlocuirea diferitelor capete frontale de testare în funcție de diferitele nevoi de testare, cum ar fi testarea la fața locului, sudarea, cricul etc.
