ניתוח עקרוני של בדיקות פסיביות של אוסילוסקופ

ניתוח עקרוני של בדיקות פסיביות של אוסילוסקופ

מהנדסים בשימוש נפוץ פי 10 מגשוש המתח הפסיבי Rp (9MΩ) ו-Cp ממוקם בקצה הגשוש, Rp עבור עכבת כניסת הבדיקה, Cp עבור קיבול כניסת הבדיקה, R1 (1MΩ) מייצג את עכבת הכניסה של האוסילוסקופ, C1 מייצג קיבול הקלט של האוסילוסקופ והקיבול המקביל של הכבל הקואקסיאלי וכן קיבול תיבת פיצוי הבדיקה של שילוב הערכים. על מנת למדוד במדויק, שני קבועי הזמן של RC (RpCp ו-R1C1) חייבים להיות שווים; כל חוסר איזון יביא לעיוות של צורת הגל הנמדדת, ולעולם לא יגרום למדידות לא מדויקות של כמה פרמטרים כגון זמן עלייה ומשרעת. לכן, יש צורך לכייל את עבודת הגשושית של האוסילוסקופ לפני המדידה כדי להבטיח את הדיוק של תוצאות המדידה. ממודל האותות של הגשש נוכל לנתח שלמדידת DC של האות, קיבול הקלט Cp ו-C1 שווים למעגל פתוח. האות מחולק ב-Rp ו-R1, והכניסה הסופית לאוסילוסקופ היא: Vout=[R1/Rp+R1]*Vin=1/10*Vin

אוסילוסקופ אות הכניסה לאוסילוסקופ מוחלש ל-1/10 מאותות הכניסה שיש למדוד. עבור אותות כניסה בתדר גבוה יותר, השפעת התגובה הקיבולית על האות תהיה גדולה מהעכבה. לדוגמה, בדיקה מתח פסיבית סטנדרטית של 1MΩ ~ 10pF, תדר אות הכניסה של 100MHz, בשלב זה, עכבה קיבולית של כניסת הבדיקה Xc (Cp)=1 / (2 × π × f × C) {{7 }}Ω, עכבה קיבולית קטנה בהרבה מעכבת הבדיקה של 9MΩ, זרם האות יהיה יותר דרך קיבול הקלט המסופק על ידי מעגל ההתנגדות הנמוכה, מעגל ההתנגדות הגבוהה של עכבת ה-9MΩ שווה ערך למעקף. ניתן להבין גם כחיבור מקביל של 159Ω ו-9MΩ לאחר העכבה המקבילה של 159Ω. בשלב זה, הקלט בפועל לאמפליטודת האות של האוסילוסקופ (AC / תדר גבוה) נקבע על ידי קיבול הקלט של הבדיקה וכן היחס בין הקיבול הכולל של הלולאה, המקביל ל: Vout=[Cp/Cp+C1]*Vin

בדרך כלל, לכבל בדיקה פסיבי יש עומס קיבולי של 8-10pF/foot (1 רגל רגל=12 אינץ' אינץ'=0.3048 מטר מטר) וזמן עלייה של 1.5nS/foot. עבור כבל של 6 רגל יש קיבול של 60pF, בתוספת קיבול קלט של 20pF של אוסילוסקופ טיפוסי וקצת תועה, בערך 90pF בערך. על פי חלוקת המתח של 1:10, קיבול הקלט של הבדיקה צריך להיות בערך 10pF כדי לספק את המאפיין של הנחתת קלט Vout/Vin=[10/10+90]=1/10 לפי פקטור של 10. בהתחשב בקיבולת הבדיקה והכבלים של כמה שגיאות, הצורך להשתמש בתיבת קיבול פיצוי הבדיקה כדי לבצע פיצוי מעגל, עקב השגיאה, קיבול כניסת בדיקה במתח פסיבי הוא בדרך כלל בין 8 ~ 12pF . נכון לעכשיו, מודל עומס כניסת כניסת מתח פסיבי פי 10 של הזרם המרכזי הוא בדרך כלל קיבול קלט 8~12pF, התנגדות כניסה 9M אוהם.