Осциллограф: когда использовать коаксиальные датчики вместо пробников?

Я понимаю разницу между пассивными и активными щупами, и между х1, х10, х100,...

Я также понимаю, что на высоких частотах надо учитывать емкость осциллографа, поэтому пробник 1 МОм в х1 или х10 нельзя использовать, например, на 300 МГц, потому что емкость 9 пФ означает импеданс 59 Ом, а входной осциллограф на 50 Ом был бы намного лучше.

Но я также видел, что иногда между ИУ (тестируемым устройством) и осциллографом подключается коаксиальный кабель. Когда лучше использовать коаксиал? Почему я должен использовать коаксиальный вместо зонда?

Интенсивные dI/dT магнитных полей, как при зондировании внутри импульсных источников питания, требуют, чтобы обратный путь зондирования был соосным с сигналом. В противном случае ОБРАТНЫЙ провод (даже на кончике пробника) образует петлю, и на сигнал, который вы хотите исследовать, накладываются большие напряжения ошибки.

Ответы (2)

Дело не в том, что "лучше" или нет. Вопрос в том, имеет ли источник сигнала достаточно низкое сопротивление или нет.

Во многих случаях зондирование осциллографом должно быть «неинвазивным» и не изменять сигналы. Таким образом, если сигнал имеет относительно высокое сопротивление, даже 50-65 Ом (как и многие современные сигналы на печатных платах), пробник осциллографа должен иметь входное сопротивление намного выше этого значения. В некоторых случаях даже наконечник пробника на 500 Ом можно считать «пробником с высоким импедансом», а существуют «пассивные» пробники с коэффициентом сопротивления 10:1, которые выглядят как простой коаксиальный кабель, см., например, «пробник» P6150 Tektronix . Этот пробник представляет собой высококачественный 50-омный коаксиальный кабель с наконечником, который имеет последовательный резистор на 450 Ом, который образует делитель 10:1 на 50-омный кабель:

введите описание изображения здесь

Результирующий входной импеданс составляет всего 500 Ом, но для 50-омного источника сигнала он изменяет сигнал всего на 10%, что зачастую достаточно хорошо. Основным преимуществом пробников такого типа является то, что они ограничены только качеством кабеля (и входной полосой пропускания осциллографа), а P6150 работает на частоте до 9 ГГц.

Если у вас есть сигналы с сопротивлением 2-3 кОм или более в источнике, вы должны использовать более сложные активные пробники (если диапазон 500 МГц ++) или пассивные пробники с мегаомным диапазоном импеданса, если ваши частоты сигнала являются постоянными или низкими. МГц.

Однако в некоторых случаях устройства выдают прямые 50-омные выходы, и для нормальной работы они должны быть нагружены 50-омными нагрузками. В этом случае может и будет использоваться прямое кабельное подключение к 50-омным коаксиальным входам прицела. Примером может служить тестирование качества сигнала (амплитуды, джиттер, глазковые диаграммы) на каналах USB 3.0 (с сайта USB.org):

введите описание изображения здесь

В принципе, когда есть возможность использовать коаксиал, используйте его. Коаксиальные разъемы более надежны, чем зонд. Щупом нужно зацепить его за тестовый штифт или даже иногда удерживать на месте. У вас больше риск соскользнуть с контрольной точки или получить сомнительное соединение. С пробником вы также получаете землю «откуда-то», но не обязательно в нужном месте. На коаксиальном кабеле вы получаете землю от разъема, где она должна быть. (это может иметь значение, когда время распространения становится актуальным)

Кроме того, контрольные точки часто подвергаются большему воздействию пыли, грязи, окисления и т. д., поскольку защищенные коаксиальные разъемы. Это может добавить небольшое сопротивление/импеданс к линии связи и привести к неточностям измерения.

Наконец, хотя кабель у пробника и коаксиала одинаков (в основном), на коаксиальном кабеле разъем по-прежнему экранирован, тогда как на пробнике конечная точка не экранирована и, следовательно, может улавливать больше радиочастотного шума. Если у вас есть коаксиальный адаптер для вашего датчика и вы вставляете датчик в коаксиальный разъем, тогда применим только этот пункт.

Вы говорите «когда можно использовать коаксиал, используйте его», но когда это возможно? Например, если я использую генератор импульсов, затем тестируемое устройство, а затем осциллограф. На вход тестируемого устройства я могу поставить T для подключения 2 кабелей/щупов, чтобы один был для выхода генератора импульсов, а другой для входа осциллографа. Когда зонд или коаксиал будет лучше?
@ Дилан, я не уверен, что понял ваш комментарий ... но я бы наверняка выбрал T и два коаксиальных кабеля вместо одного коаксиального кабеля и зонда.
Идеально, но почему?
Потому что доступен надежный разъем хорошего качества, который обеспечивает низкое сопротивление/импеданс и радиочастотное экранирование. Я бы использовал это поверх зонда, наконечник которого в основном является антенной и зависит от проводящих свойств любого тестового штифта, на который вы его втыкаете.
Ооо идеально! Итак, если вы используете схему (например, ИУ, подключенное к параллельному сопротивлению), вы должны использовать пробник, потому что нет надежного разъема хорошего качества или почему?
Да. Обратите внимание, что другой ответ также интересен. Если вы беспокоитесь о резонансе, вам следует сбалансировать соединение с прицелом. Однако это можно сделать с помощью коаксиального кабеля с калиброванным балансировочным резистором + емкостью. Однако в ситуации, отличной от 50 Ом, осциллограф в любом случае будет установлен в режим высокого импеданса и не будет мешать наблюдаемому сигналу.
Осциллограф: когда использовать коаксиальные датчики вместо пробников?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v