¿Cuál es el efecto de las sondas activas del osciloscopio en las mediciones?
La sección de conexión frente al amplificador es una sección de línea de conexión de impedancia no controlada con una gran cantidad de capacitancia equivalente e inductancia equivalente, lo que tiene un gran impacto en el ancho de banda del sistema, la impedancia de entrada en altas frecuencias y las características de respuesta de frecuencia; la parte posterior del amplificador suele ser una línea de transmisión de 50 Ω, que tiene una impedancia controlada y tiene un menor impacto en el ancho de banda del sistema.
La forma más sencilla de reducir el impacto de los cables en el ancho de banda del sistema es acortar la longitud de la línea de conexión entre la sonda y el DUT. Un ejemplo de esto se muestra en el siguiente diagrama, donde en la prueba se utilizó una sonda activa de un solo extremo de 2 GHz. El ancho de banda del sistema es diferente cuando se utilizan diferentes accesorios de conexión; cuanto más cortos sean los accesorios frontales utilizados, mayor será el ancho de banda del sistema.
Al utilizar estas diferentes conexiones para la misma señal de tiempo de subida de 1 ns, se puede ver que cuanto más cortas sean las conexiones utilizadas, mayor será el ancho de banda del sistema y más pronunciado será el flanco ascendente medido.
Sin embargo, en algunos casos, para su comodidad de uso, el amplificador de sonda debe estar a cierta distancia del punto de prueba, esta sección de la línea de conexión generalmente se muestra como inductiva, si el efecto inductivo causado por este cable no está compensado. , esta sección de la línea de conexión larga es muy fácil de causar oscilación de la señal. Los dos gráficos siguientes muestran los resultados de una sonda activa de un solo extremo de 4 GHz con un cable de 2- pulgada de largo en una señal de reloj de 500 MHz con un tiempo de subida de 100 ps. En la figura de la izquierda, el cable de 2-pulgadas de largo no coincide y la señal del reloj medida tiene graves oscilaciones y distorsiones; En la figura de la derecha, la fuente del cable de 2-pulgadas de largo se combina con una resistencia adecuada y las oscilaciones y distorsiones de la señal se reducen significativamente.
Por lo tanto, en la sonda y la longitud del cable no se puede acortar, el uso de una resistencia adecuada cerca del punto de prueba del final de la coincidencia de señal puede mejorar el impacto de la inductancia del cable, el uso específico del tamaño de la coincidencia La resistencia debe basarse en la longitud del cable y otras características de la simulación y el cálculo. La siguiente figura muestra dos sondas diferenciales utilizadas para soldadura diferencial y sondas de prueba puntuales. Se puede observar que en el caso de alta frecuencia, para mejorar la fidelidad de la medición de la señal, incluso para cables muy cortos, es necesario realizar una adaptación adecuada. Una cosa a tener en cuenta sobre la adaptación de resistencias es que esta resistencia de adaptación sólo reduce la oscilación de la señal causada por los cables largos y tiene una mejora limitada en el ancho de banda; Si la longitud del cable frontal es demasiado larga, el ancho de banda del sistema seguirá disminuyendo.
Como se mencionó anteriormente, para aumentar el ancho de banda de una sonda activa, además de usar un amplificador de ancho de banda alto, es necesario minimizar la longitud de la línea de transmisión de impedancia no controlada desde el punto de prueba hasta el amplificador de la sonda, y hacer coincidir la resistencia en el extremo frontal de la línea de conexión. Sin embargo, los amplificadores de gran ancho de banda requieren blindaje, adaptación y suministro de energía complejos, y no son particularmente pequeños, lo que los hace incómodos de usar si se diseñan demasiado cerca del punto de prueba. Para garantizar la facilidad de uso y un alto ancho de banda de medición, muchas de las sondas de alto ancho de banda disponibles en el mercado hoy en día tienen una estructura dividida.
Este tipo de sonda consta de dos partes, el amplificador de la sonda y la parte frontal de la sonda, que están conectadas mediante un conector coaxial de 50Ω. Normalmente la impedancia de la parte frontal del amplificador de la sonda no está controlada, por lo que la longitud de esta parte tiene una gran influencia en la señal, mientras que la parte frontal de la sonda InfiniiMax solo tiene una sección corta delante (unos 5 mm más o menos) que es impedancia no controlada, que es un cable muy corto y, por tanto, garantiza un ancho de banda de medición elevado; y la parte posterior de la parte frontal de la sonda (aproximadamente 10 cm) es una línea de transmisión coaxial de 50 Ω, que tiene poca influencia en el ancho de banda del sistema. La parte detrás del frente de la sonda (aprox. 10 cm) es una línea de transmisión coaxial de 50 Ω, cuya longitud tiene poca influencia en el ancho de banda del sistema. Por lo tanto, con esta estructura, por un lado, el ancho de banda de la sonda se puede ampliar y, por otro lado, el amplificador de la sonda puede estar más lejos del punto de prueba, de modo que el tamaño del extremo frontal de la sonda sea más pequeño y, por lo tanto, más fácil. usar. Al mismo tiempo, esta estructura dividida hace que sea conveniente para los usuarios cambiar diferentes frontales de prueba según las diferentes necesidades de prueba, como medición de puntos, soldadura, gatos, etc.
