Как устроены щупы осциллографа

Опубликовано в рубрике "Инструменты", 12 августа, 2011.
Тэги: , , автор:

 

Наткнулся тут на клевый документ о том, как устроены щупы осциллографов. Несколько лет назад, я сам пытался сделать щуп и удивлялся, почему у меня получается такая откровенная лажа. Оказывается, не все так просто. Теперь я не удивляюсь, почему щупы стоят так дорого.

 

probe

 

Если кратко, то провод щупа является длинной линией и не правильно представлять себе его в виде емкости к земле, как это делают обычно, ставя компенсирующую диф. цепочку.

Кроме того, что эту линию нужно нагружать на волновое сопротивление с обоих концов, так еще и самая линия должна быть с потерями, дабы не допускать локальных резонансов.

Сопротивление щупа x10 равно 10 мегаОмам только на низких частотах, на частотах повыше компенсирующий конденсатор и эквивалентный конденсатор в осциллографе становятся практически короткими замыканиями. Входное сопротивление щупа оказывается равным сумме сопротивлений терминаторов и потерь на линии (порядка 100 Ом).

Проводок, которым подключают землю щупа обладает индуктивностью порядка 150нГн + 50нГн остатка щупа. Получается, что на частотах выше 10МГц он вносит существенную погрешность в измерения.

Все это в больших деталях разжевано в статье из Silicon chips

 

Если лень читать и интересуют только практические аспекты, то вот они:

  • Не забываем подстраивать емкость на щупе.
  • Разница между щупами с разной полосой пропускания в отношении к деталям – в более широкополосных щупах больше внимания уделено проводу – он сделан из более тонкого и качественного провода, а в самом щупе меньше паразитных емкостей.
  • x10 щуп имеет сопротивление 10МОм только на низких частотах на предельных частотах его сопротивление порядка 100Ом.
  • Паразитная индуктивность земляного подключения портит сигналы выше 10МГц. Используйте специальную насадку, которую можно надеть на щуп прямо около его кончика.
  • Провод у щупа  (особенно, высокочастотного) очень нежный, так как внутри находится очень тоненькая проволочка с высоким сопротивлением.
  • Лично для себя я отметил интересовавшую меня ранее деталь: Не имеет значения, где именно находится конденсатор компенсатора – около щупа или около осциллографа.

 

Update 18.08.2011:

Добрый человек прислал мне книжечку от самого Тектроникса по поводу того, как у них устроены щупы. Он утверждает, что собрал по ней щуп 1/100 и у него все получилось вполне удачно.

Саму книжечку можно скачать тут:

 

Большое спасибо тебе Улыбка




Комментарии
  1. kazik написал(а) 5 сентября, 2011 в 16:51

    Очень актуальная, и не только для меня, тема. Все можно купить в магазине, но цена ОДНАКО!
    Короче говоря нужен (как зайцу стопсигнал) дифференциальный щуп с гальванической развязкой.
    Я уже провел эксперимент в железе с гальванической развязкой на оптронах, теоретически можно приблизится к 10 МГц.
    Пока я разработал конструкцию оптронной гальванической развязки для работы со звуковой картой, с одной стороны это игрушка, а с другой — измерительный прибор. (Могу показать схему, печатку, фотку, буквами ничего пока не написал, бо нэ чукча).
    Попробую осилить дифпробник мегагерц этак до 20-50, надо для работы с импульсными преобразователями. Маловато информации, а главное — в радиусе моего общения не наблюдается хорошего осциллографа для наладки этого самого пробника.

    BSVi Reply:

    Этот бложик всегда открыт для хороших статей. Если захочешь написать — просто дай мне знать. Мои контакты есть в разделе обо мне. Мне никогда не требовалось развязанного щупа, поэтому даже не изучал, как это делается. А вот щуп для тока сделать было бы очень круто.

Создать новую ветку комментариев


Вы должны войти или зарегистрироваться чтобы оставить комментарий.