Care este efectul sondelor active ale osciloscopului asupra măsurătorilor?
Secțiunea de conexiune din fața amplificatorului este o secțiune de linie de conexiune cu impedanță necontrolată cu multă capacitate echivalentă și inductanță echivalentă, care are un impact mare asupra lățimii de bandă a sistemului, impedanței de intrare la frecvențe înalte și caracteristicilor de răspuns în frecvență; partea din spate a amplificatorului este de obicei o linie de transmisie de 50 Ω, care are o impedanță controlată 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 liniei de conectare dintre sondă și DUT. Un exemplu în acest sens este prezentat în diagrama de mai jos, unde a fost folosită o sondă activă cu un singur capăt de 2 GHz în test. Lățimea de bandă a sistemului este diferită atunci când se utilizează diferite accesorii de conectare, cu cât accesoriile frontale utilizate sunt mai scurte, cu atât este mai mare lățimea de bandă a sistemului.
Folosind aceste conexiuni diferite pentru același semnal de timp de creștere de 1ns, se poate observa că cu cât conexiunile utilizate sunt mai scurte, cu atât este mai mare lățimea de bandă a sistemului și cu atât marginea de creștere măsurată este mai abruptă.
Cu toate acestea, în unele cazuri, pentru a utiliza comoditatea amplificatorului sondei trebuie să fie la o anumită distanță de punctul de testare, această secțiune a liniei de conectare este de obicei afișată ca inductivă, dacă efectul inductiv cauzat de acest cablu nu este compensat. , această secțiune a liniei lungi de conectare este foarte ușor să provoace oscilații ale semnalului. Următoarele două grafice arată rezultatele unei sonde active cu un singur capăt de 4 GHz, cu o lungime de 2-inchi pe un semnal de ceas de 500MHz cu un timp de creștere de 100ps. În figura din stânga, derivația lungă de 2-inchi nu este potrivită, iar semnalul de ceas măsurat are oscilații și distorsiuni grave; în figura din dreapta, sursa cablului lung de 2-inchi este corelată cu un rezistor adecvat, iar oscilațiile și distorsiunile semnalului sunt reduse semnificativ.
Prin urmare, în sondă și lungimea cablului nu poate fi scurtată, utilizarea unui rezistor adecvat lângă punctul de testare de la sfârșitul potrivirii semnalului poate îmbunătăți impactul inductanței plumbului, utilizarea specifică a dimensiunii potrivirii. rezistența ar trebui să se bazeze pe lungimea cablului și pe alte caracteristici ale simulării și calculului. Figura de mai jos prezintă două sonde diferențiale utilizate pentru lipirea diferențială și sonde de testare punctuală. Se poate observa că în cazul frecvenței înalte, pentru a îmbunătăți fidelitatea măsurării semnalului, chiar și pentru cabluri foarte scurte, este necesar să se efectueze o potrivire adecvată. Un lucru de remarcat despre potrivirea rezistenței este că acest rezistor de potrivire reduce doar oscilația semnalului cauzată de cablurile lungi și are o îmbunătățire limitată a lățimii de bandă; dacă lungimea cablului front-end este prea mare, lățimea de bandă a sistemului va scădea în continuare.
După cum sa menționat mai devreme, pentru a crește lățimea de bandă a unei sonde active, pe lângă utilizarea unui amplificator cu lățime de bandă mare, este necesar să se minimizeze lungimea liniei de transmisie cu impedanță necontrolată de la punctul de testare la amplificatorul sondei și să se potrivească rezistența la capătul frontal al liniei de conectare. Cu toate acestea, amplificatoarele cu lățime de bandă mare necesită ecranare, potrivire și alimentare complexe și nu sunt deosebit de mici, ceea ce le face incomod de utilizat dacă sunt proiectate prea aproape de punctul de testare. Pentru a asigura atât ușurința în utilizare, cât și lățimea de bandă mare de măsurare, multe dintre sondele cu lățime de bandă mare de pe piață au o structură divizată.
Acest tip de sondă constă din două părți, amplificatorul sondei și partea frontală a sondei, care sunt conectate printr-un conector coaxial de 50Ω. De obicei, impedanța părții frontale a amplificatorului sondei este necontrolată, astfel încât lungimea acestei părți are o mare influență asupra semnalului, în timp ce partea frontală a sondei InfiniiMax are doar o secțiune scurtă în față (aproximativ 5 mm sau cam asa ceva), adică impedanța necontrolată, care este un cablu foarte scurt și asigură astfel o lățime de bandă mare de măsurare; iar partea din spate a părții frontale a sondei (aproximativ 10 cm) este o linie de transmisie coaxială de 50Ω, care are o influență mică asupra lățimii de bandă a sistemului. Partea din spatele frontului sondei (aproximativ 10 cm) este o linie de transmisie coaxială de 50 Ω, a cărei lungime are o influență redusă asupra lățimii de bandă a sistemului. Prin urmare, cu această structură, pe de o parte, lățimea de bandă a sondei poate fi mărită, pe de altă parte, amplificatorul sondei poate fi mai departe de punctul de testare, astfel încât dimensiunea părții frontale a sondei să fie mai mică și astfel mai ușor. a folosi. În același timp, această structură divizată face ca utilizatorii să fie convenabil să schimbe diferite capete frontale de testare în funcție de diferitele nevoi de testare, cum ar fi măsurarea punctului, sudarea, cricurile și așa mai departe.
