Análisis de principios de sondas pasivas de osciloscopio.
Los ingenieros comúnmente usan 10 veces la sonda de voltaje pasiva Rp (9MΩ) y Cp está ubicada en la punta de la sonda, Rp para la impedancia de entrada de la sonda, Cp para la capacitancia de entrada de la sonda, R1 (1MΩ) representa la impedancia de entrada del osciloscopio, C1 representa la capacitancia de entrada del osciloscopio y la capacitancia equivalente del cable coaxial así como la capacitancia de la caja de compensación de la sonda de la combinación de valores. Para poder medir con precisión, las dos constantes de tiempo RC (RpCp y R1C1) deben ser iguales; cualquier desequilibrio provocará una distorsión de la forma de onda medida y nunca provocará mediciones inexactas de algunos parámetros como el tiempo de subida y la amplitud. Por lo tanto, es necesario calibrar el funcionamiento de la sonda del osciloscopio antes de la medición para garantizar la precisión de los resultados de la medición. Del modelo de señal de la sonda podemos analizar que para la medición de la señal en CC, las capacitancias de entrada Cp y C1 son equivalentes a un circuito abierto. La señal se divide por Rp y R1, y la entrada final del osciloscopio es: Vout=[R1/Rp+R1]*Vin=1/10*Vin
Osciloscopio La señal de entrada al osciloscopio se atenúa a 1/10 de la señal de entrada que se va a medir. Para señales de entrada de mayor frecuencia, el efecto de la reactancia capacitiva en la señal será mayor que la impedancia. Por ejemplo, una sonda de voltaje pasiva estándar de 1MΩ ~ 10pF, la frecuencia de la señal de entrada es de 100MHz, en este momento, la impedancia capacitiva de entrada de la sonda Xc (Cp)=1 / (2 × π × f × C) {{7 }}Ω, la impedancia capacitiva es mucho menor que la impedancia de la sonda de 9MΩ, la corriente de señal será mayor a través de la capacitancia de entrada proporcionada por el circuito de baja resistencia, el circuito de alta resistencia de la impedancia de 9MΩ es equivalente a bypass. También puede entenderse como una conexión en paralelo de 159 Ω y 9 MΩ después de la impedancia equivalente de 159 Ω. En este momento, la amplitud de la señal de entrada real a la señal del osciloscopio (CA/alta frecuencia) está determinada por la capacitancia de entrada de la sonda así como por la relación de la capacitancia total del bucle, el equivalente a: Vout=[Cp/Cp+C1]*Vin
Normalmente, un cable de sonda pasiva tiene una carga capacitiva de 8-10pF/pie (1 pie pie=12pulgadas pulgada=0.3048 metros metro) y un tiempo de subida de 1,5 nS/pie. Para un cable de 6 pies hay 60 pF de capacitancia, más la capacitancia de entrada de 20 pF de un osciloscopio típico y algo perdido, aproximadamente 90 pF aproximadamente. Según la división de voltaje 1:10, la capacitancia de entrada de la sonda debe ser de aproximadamente 10 pF para satisfacer la característica de atenuación de entrada Vout/Vin=[10/10+90]=1/10. por un factor de 10. Teniendo en cuenta la capacitancia de la sonda y del cable de algunos errores, es necesario utilizar la caja de capacitancia de compensación de la sonda para llevar a cabo una compensación del circuito; debido al error, la capacitancia de entrada de la sonda de voltaje pasiva generalmente está entre 8 ~ 12 pF . Actualmente, el modelo principal de carga de entrada de sonda de voltaje pasiva 10 veces es generalmente una capacitancia de entrada de 8 ~ 12 pF, resistencia de entrada de 9 M ohmios.
