Каково влияние активных пробников осциллографа на измерения?
Часть подключения перед усилителем представляет собой соединительную линию с неконтролируемым сопротивлением, имеющую большую эквивалентную емкость и эквивалентную индуктивность. Эта часть оказывает большое влияние на полосу пропускания системы, входное сопротивление на высоких частотах и характеристики частотной характеристики; за усилителем обычно находится линия передачи 50 Ом. Эта часть контролируется по сопротивлению и оказывает меньшее влияние на полосу пропускания системы.
Самый простой способ уменьшить влияние проводов на пропускную способность системы — сократить длину соединительного провода между датчиком и тестируемым устройством. На рисунке ниже приведен пример. В тесте используется несимметричный активный пробник с частотой 2 ГГц. При использовании различных аксессуаров для подключения пропускная способность системы будет разной. Чем короче используемый внешний аксессуар, тем выше пропускная способность системы.
Однако в некоторых случаях для удобства использования усилитель щупа должен находиться на определенном расстоянии от точки измерения. Этот участок линии связи обычно ведет себя индуктивно. Если эффект индуктивности, вызванный этим участком провода, не компенсируется, этот длинный участок соединительной линии легко может вызвать колебания сигнала. Следующие два изображения представляют собой результаты измерения одного и того же тактового сигнала частотой 500 МГц со временем нарастания 100 пс с использованием несимметричного активного пробника 4 ГГц через провод длиной 2- дюйма. На рисунке слева вывод длиной 2-дюйма никак не согласован, а измеренный тактовый сигнал колеблется и очень серьезно деформируется; на рисунке справа истоковый конец провода длиной 2- дюймов согласован через подходящий резистор, при этом сигнал колеблется, а деформация значительно уменьшается.
Поэтому, когда длину провода пробника и тестируемого устройства больше невозможно сократить, использование подходящего резистора для согласования сигнала на одном конце, близком к контрольной точке, может улучшить влияние индуктивности вывода. Конкретный размер используемого согласующего резистора должен зависеть от размера провода. Такие характеристики, как длина, моделируются и рассчитываются. На рисунке ниже показаны дифференциальная сварка и точечные датчики, используемые двумя дифференциальными датчиками. Видно, что в случае высоких частот для повышения точности измерения сигнала необходимо правильно согласовывать даже очень короткие выводы. При согласовании резисторов следует отметить одну вещь: этот согласующий резистор только уменьшает колебания сигнала, вызванные длинными проводами, и имеет ограниченное улучшение полосы пропускания. Если длина внешнего провода слишком велика, пропускная способность системы все равно уменьшится.
Как упоминалось ранее, для увеличения полосы пропускания активного пробника, помимо использования широкополосного усилителя, также необходимо минимизировать длину линии передачи неконтролируемого импеданса от контрольной точки до усилителя пробника и проводить тест на передний конец соединительной линии. Согласование резисторов. Однако обычно широкополосные усилители требуют сложного экранирования, согласования и источника питания, а их размеры не особенно малы. Если усилитель спроектирован слишком близко к контрольной точке, его будет очень неудобно использовать. Чтобы обеспечить простоту использования и одновременно широкую полосу измерения, многие широкополосные датчики, представленные на рынке, теперь имеют разделенную структуру.
Этот пробник состоит из двух частей: усилителя пробника и входной части пробника, которые подключаются через коаксиальный разъем 50 Ом. Импеданс передней части обычного усилителя пробника неконтролируемый, поэтому эта длина оказывает большое влияние на сигнал. Однако только короткая часть (около 5 мм) передней части зонда InfiniiMax имеет неконтролируемый импеданс. Эта часть. Выводной провод очень короткий, чтобы обеспечить широкую полосу измерения; а часть за передним концом зонда (около 10 см) представляет собой коаксиальную линию передачи с сопротивлением 50 Ом, и длина этой части мало влияет на полосу пропускания системы. Таким образом, после принятия этой структуры, с одной стороны, полоса пропускания пробника может быть расширена, а с другой стороны, усилитель пробника может быть расположен дальше от контрольной точки, что делает размер входного конца пробника меньшим и облегчает его эксплуатацию. использовать. В то же время, такая разделенная структура позволяет пользователям заменять различные входные части для тестирования в соответствии с различными потребностями в тестировании, например, точечное тестирование, сварка, домкрат и т. д.
