Принципиальный анализ пассивных пробников осциллографов
Инженеры обычно используют 10-кратный пассивный пробник напряжения Rp (9 МОм), Cp расположен на наконечнике пробника, Rp для входного сопротивления пробника, Cp для входной емкости пробника, R1 (1 МОм) представляет входное сопротивление осциллографа, C1 представляет собой входная емкость осциллографа и эквивалентная емкость коаксиального кабеля, а также емкость компенсационного блока пробника из комбинации значений. Для точного измерения две постоянные времени RC (RpCp и R1C1) должны быть равны; любой дисбаланс приведет к искажению измеряемой формы сигнала и никогда не станет причиной неточных измерений некоторых параметров, таких как время нарастания и амплитуда. Поэтому перед измерением необходимо калибровать работу щупа осциллографа, чтобы обеспечить точность результатов измерений. Из модели сигнала пробника мы можем проанализировать, что при измерении сигнала постоянного тока входные емкости Cp и C1 эквивалентны разомкнутой цепи. Сигнал делится на Rp и R1, и окончательный входной сигнал осциллографа имеет вид: Vout=[R1/Rp+R1]*Vin=1/10*Vin.
Осциллограф Входной сигнал осциллографа ослабляется до 1/10 входного сигнала, подлежащего измерению. для более высокочастотных входных сигналов влияние емкостного реактивного сопротивления на сигнал будет больше, чем импеданса. Например, стандартный пассивный пробник напряжения 1 МОм ~ 10 пФ, частота входного сигнала 100 МГц, в это время входное емкостное сопротивление пробника Xc (Cp)=1 / (2 × π × f × C) {{7 }} Ом, емкостное сопротивление намного меньше, чем сопротивление зонда 9 МОм, ток сигнала будет больше через входную емкость, обеспечиваемую цепью с низким сопротивлением, цепь с высоким сопротивлением с сопротивлением 9 МОм эквивалентна байпасу. Также можно понимать как параллельное соединение 159 Ом и 9 МОм после эквивалентного импеданса 159 Ом. В это время фактическая входная амплитуда сигнала осциллографа (переменный ток/высокая частота) определяется входной емкостью пробника, а также отношением общей емкости контура, эквивалентным: Vout=[Cp/Cp+C1]*Вин
Обычно кабель пассивного зонда имеет емкостную нагрузку 8-10пФ/фут (1 фут фут=12дюйм дюйм=0,3048 метра) и время нарастания 1,5 нс/фут. Для кабеля длиной 6 футов емкость составляет 60 пФ плюс входная емкость обычного осциллографа 20 пФ и некоторая паразитная емкость, примерно 90 пФ или около того. В соответствии с делением напряжения 1:10 входная емкость пробника должна составлять около 10 пФ, чтобы соответствовать характеристике входного затухания Vout/Vin=[10/10+90]=1/10. в 10 раз. Принимая во внимание емкость пробника и кабеля при некоторых ошибках, необходимо использовать коробку емкости компенсации пробника для выполнения компенсации цепи, из-за ошибки входная емкость пассивного пробника напряжения обычно составляет от 8 до 12 пФ. . В настоящее время основная модель входной нагрузки 10-кратного пассивного датчика напряжения обычно имеет входную емкость 8 ~ 12 пФ, входное сопротивление 9 МОм.
