Как правило, это не очень хорошая идея. Гораздо лучше сделать точки захвата для обычных зондов прицела (конечно, убедившись, что поблизости есть точки захвата для наземного зажима).

Есть ряд проблем, большинство из которых вы уже рассматривали, просто прямое коаксиальное соединение не способ их решения.

Сигналы могут находиться в диапазоне МГц (например, 10–30 МГц).

Я имел в виду стандартный 50-омный коаксиальный кабель, есть ли что-то лучше?

Вот ваша первая проблема. Сигналы с частотой 30 МГц будут подвергаться заметному ухудшению, если они подаются по коаксиальному кабелю, если коаксиальный кабель не терминируется. Ваши сигналы будут распространяться на осциллограф, отражаться, затем снова отражаться и искажать сигнал осциллографа и т. д. Хотя стоит помнить, что обычные пробники осциллографа используют коаксиальный кабель с потерями, это не то, что вы будете успешно использовать без большого количества теория.

Должен ли я прекратить это?

О, абсолютно. Если вы это сделаете, вы получите отличные сигналы в прицеле. ммм. Ну, есть, конечно, небольшая проблема с кабелем. Для кабеля на 50 Ом вам необходимо предоставить источник, который может успешно работать на 50 Ом. Это исключает все «нормальные» операционные усилители и все «нормальные» логические схемы. Это подразумевает ряд высокоскоростных мощных усилителей на вашей плате, которые используются только тогда, когда вы подключаете прицел к плате, и для большинства схем будет означать значительное увеличение рассеиваемой мощности, поэтому вам понадобятся более мощные источники питания. . Но вперед, во что бы то ни стало.

Для измерения 1:10 достаточно простого делителя напряжения. Это правда?

Увы, нет. Хотя верно то, что вы можете установить что-то вроде делителя 550/55 для получения источника с номинальным сопротивлением 50 Ом, при подключении к нагрузке 50 Ом вы получите деление примерно на 20. Ваша схема будет иметь нагрузку около 600 Ом, что составляет лучше, чем 50 Ом, но это все равно выходит за пределы диапазона, с которым с удовольствием работает большинство схем.

Как насчет компенсации емкости? Как вообще уменьшить емкость пробника?

Это правда, что это работает для деления на 10 зондов, но только с коаксиальным кабелем с потерями. У вас может возникнуть соблазн попробовать коаксиальный кабель без оконечной нагрузки, но он будет иметь значительную емкостную нагрузку (например, 25 пФ/фут для RG58).

Единственный «хороший» способ сделать то, что вы хотите, это, как я уже упоминал, установить драйвер-усилитель на 50 Ом в каждой точке, которую вы хотите контролировать, а затем подключить кабель к осциллографу с сопротивлением 50 Ом. И это, наверное, не очень хорошо.

Существует два основных типа пассивных пробников: пробники с низким импедансом и пробники с высоким импедансом.

Низкоимпедансные пробники используются с входом осциллографа, установленным в режим 50 Ом, и коаксиальной линией 50 Ом к осциллографу. Затем у вас есть последовательный резистор на наконечнике, чтобы задать коэффициент масштабирования (например, 450 Ом для пробника x10). Преимущество этой установки в том, что она проста и хорошо работает на высоких частотах. Он обладает этими хорошими характеристиками, потому что он рассматривает кабель как правильную линию передачи, подающую согласованную нагрузку. Недостатком является то, что на низкой частоте он нагружает тестируемое устройство больше, чем пробник с высоким импедансом. Кроме того, некоторые дешевые прицелы не имеют входного сопротивления 50 Ом, вы можете использовать внешний тройник и терминатор, но это не так хорошо с точки зрения производительности.

Если ваши сигналы большие, вы можете рассмотреть возможность создания пробника со 100-кратным увеличением таким образом. Меньше нагрузка на цепь, но явно хуже сигнал.

Для пробников с высоким импедансом у вас есть осциллограф с входным сопротивлением 1 МОм. Таким образом, ваш последовательный резистор становится 9 МОм для пробника x10. Однако просто наличие резистора приведет к плохому поведению пробника. Чтобы получить датчик с хорошими характеристиками, вам нужно добавить к резистору конденсатор, который в 9 раз меньше, чем общая емкость входа вашего осциллографа и коаксиального кабеля (теперь мы рассматриваем кабель как конденсатор, а не как передающий). линия, это работает нормально, пока наш кабель намного короче, чем длина волны). Часто используется переменный конденсатор, так как трудно предсказать паразитную емкость. По мере роста частоты создание хороших пробников с высоким импедансом становится все труднее, требуя дополнительных уловок, таких как специальные кабели с потерями, упомянутые в других ответах.

Типичный зонд с пассивным прицелом выглядит примерно так (первое попадание в поиск по картинкам в Google):

и каждая часть в нем хорошо спроектирована, часто с учетом многолетнего опыта. Конечно, вы можете делать свои собственные исследования, и это зависит от того, какова ваша действительная цель. Видишь что-то? Конечно возможно, легко и дешево. Обратите внимание, например, на датчики Z0. Есть представление о том, как выглядит реальная форма волны? Теперь это становится невероятно намного сложнее. Типичная полоса пропускания переключаемых пробников в положении 1X составляет 5-8 МГц, и даже самые лучшие инженеры не могут добиться этого намного выше, так что сможете ли вы с домашней установкой? Навряд ли.

Вот только два примера того, что сделано в современных высокопроизводительных датчиках, которые довольно сложно воспроизвести дома, если только вы не купите детали:

• кабель зонда не строго коаксиальный, его внутренняя жила гофрирована и имеет потери с сопротивлением 100-200 Ом на метр.
• Пластичный материал между наконечником и заземляющим кольцом не только изготовлен точно по размеру, но и представляет собой материал с хорошо контролируемой диэлектрической проницаемостью для снижения емкости.

Позвольте мне снова показать вам результаты поиска картинок в Google:

Это импеданс в Омах в зависимости от частоты сигнала для трех различных емкостей наконечника пробника. Как видите, даже для уже очень низких 5 пФ у вас все еще есть сотни Ом импеданса вместо желаемых мегаом (на рынке есть пробники с <1 пФ, и их цена исчисляется многими тысячами, и на это есть причина) . Этот отклик должен быть сглажен, чтобы увидеть правильную форму сигнала.

Для получения дополнительной информации о зондах прицела в виде видео я рекомендую:

• Дэйв Джонс (EEVblog) о 1x Probes
• Боб Пиз и его друзья о Scope Probes

Также хорошо читать эти

• Дуг Фордс Тайный мир зондов
• Основы Tektronix Scope Probe
• Наконечники для зондов Agilent (особенно 2 и 8)

тл;др

Ты можешь? Конечно, с достаточными знаниями вы можете, но, честно говоря, если бы они у вас были, вы бы не спрашивали здесь, не так ли?

Тебе следует? Скорее всего, нет, если только единственный вопрос, на который вы хотите получить ответ, это «Есть ли что-то?», и в этом случае домашний зонд Z0, вероятно, является одним из лучших. Если вам нужна некоторая точность форм сигналов, вы должны правильно охарактеризовать частотную характеристику пробника и выровнять ее, чтобы в вашей форме сигнала не было искажений или они были минимальными.

Если, с другой стороны, это для игры и изучения того, как работают датчики прицела, то это очень хорошая идея.

Если больше всего вас беспокоит доступность и возможность подключения контрольных точек с дорожками с низкой индуктивностью, посмотрите видео Боба Пиза примерно в 20:00.

Физическая конструкция высокопроизводительного пассивного пробника непроста, потому что вам нужно будет добиться чрезвычайно малой паразитной емкости, чтобы делитель напряжения работал правильно (давал ровную характеристику) в широком диапазоне частот. Даже коаксиальный кабель, соединяющий пробник с осциллографом, сложен, если придать ему сколь-нибудь значительную длину. Это делает очень сложным создание пассивного пробника, который не сильно нагружает схему.

Если для вас это имеет значение, то я предлагаю вам попробовать активный пробник, для которого вы сможете организовать выходное сопротивление 50 Ом для прямого подключения к осциллографу. Вы можете найти широкополосные операционные усилители с FET-входом, которые имеют относительно небольшую входную емкость, например, THS4631 с сопротивлением 1 ГОм || Входное сопротивление 3,9 пФ. Должно быть более практичным сделать широкополосный делитель напряжения локально на операционном усилителе, чем создавать пассивный пробник с емкостью всего в несколько пФ.

Недостатком является то, что это тоже не совсем тривиально, и вы, возможно, не захотите рассматривать такие пробники как одноразовые, поскольку операционные усилители стоят несколько долларов каждый плюс стоимость печатных плат. Вот хороший пример дизайна от Rocketmagnet , который показывает, что может быть задействовано. Несимметричный пробник может быть немного проще, хотя в зависимости от ваших требований вам может понадобиться более одного операционного усилителя. Если вы можете обойтись минимумом из одного или двух операционных усилителей и делителя напряжения, то потенциально вы могли бы построить его на куске платы с медным покрытием и оставить его подключенным к цепи, которую нужно исследовать. Стоит ли это усилий и затрат каждый раз, конечно, решать вам.