Что мне нужно знать о пробниках осциллографа?

Я столкнулся с осциллографом Hitachi V-355 и другом, который готов дать мне сделку, если я этого захочу. К сожалению, нет никаких пробников, которые идут с этим. Я искал зонды, только чтобы узнать, что они ГЛУПЫЕ дорогие (или то, или я ГЛУПЫЕ дешевые), и я не могу найти какие-либо, чтобы одолжить.

Итак, вот моя мысль: у меня есть тонна тестовых датчиков, скажем, от моего мультиметра. У меня есть стойка соединительных кабелей в каждой возможной конфигурации бананового штекера / зажима аллигатора / пружинного зажима. В моем комплекте для ремонта видеокабеля также имеется целый ряд разъемов и адаптеров BNC.

Итак, вот мой вопрос: могу ли я просто припаять кабель с зажимом типа «крокодил» к разъему BNC и получить пробник осциллографа? Или внутри этих зондов происходит что-то особенное, что делает их стоимостью $ 50,00?

Если последнее, а я в итоге прикушу пулю и получу настоящие, честные и настоящие осциллографические пробники, что мне нужно знать при покупке?

Пробники осциллографа - это не просто кусочки проволоки с заостренным концом. Типичный пробник в дополнение к заостренному стержню и зажиму типа "крокодил" имеет внутри входную схему ослабления и схему согласования полного сопротивления.

В основном входной вход осциллографа имеет собственную внутреннюю емкость и собственное внутреннее сопротивление. Чтобы предотвратить искажение сигнала, емкость зонда должна соответствовать емкости прицела. Если он не соответствует друг другу, вы получите перерегулирование или снижение. Большинство прицелов имеют на передней панели разъем для компенсации пробника, который выдает тестовый сигнал, который можно использовать для настройки емкости пробника. Вот изображение эффекта:

Сопротивление датчика обеспечивает входное затухание, и оно работает вместе с входным сопротивлением осциллографа. Обычные пробники 1x / 10x будут иметь переключатель, который вставляет резистор последовательно с сигналом. В области действия обычно присутствует резистор для ослабления входа. В режиме 1x у вас есть только этот резистор, а в режиме 10x оба резистора обеспечивают затухание в .$9 \mbox{ } M \Omega$$1 \mbox{ } M \Omega$$10 \mbox{ } M \Omega$

Параллельно с входным сопротивлением датчика у вас есть компенсационный конденсатор. При покупке пробника обратите внимание, что значение конденсатора может соответствовать значению входной емкости прицела.

Другой важной частью зонда является емкость наконечника. Он моделируется как конденсатор параллельно с сигналом. Его целью является замедление времени нарастания сигнала, поступающего в зонд, что в целом считается отрицательным эффектом. Емкость наконечника, вероятно, не будет иметь большого значения для такой области, как та, которую вы рассматриваете, но для более высоких частот это может вызвать проблемы, когда необходимо точное измерение времени нарастания.

Некоторые зонды также имеют так называемую высокочастотную компенсацию. Вы, вероятно, не хотите платить за такое исследование, но я просто упомяну это для полноты. Компонент высокочастотной компенсации обычно находится в кабельном разъеме BNC зонда и состоит из последовательного соединения резистора и переменного конденсатора, расположенных параллельно пути прохождения сигнала. Он используется для устранения проблем с увеличением сопротивления с частотой из-за индуктивности кабеля. По существу, импеданс будет более или менее линейно уменьшаться с частотой, пока мы не достигнем резонансной частоты зонда. После этого оно увеличится. Система компенсации используется для перемещения точки резонансной частоты от диапазона частот, с которым мы заинтересованы в использовании прицела.

Наконец, есть бесплатная книга от Tektronix (если вы хотите дать им свой адрес электронной почты), в которой подробно объясняется, как работают зонды. Он называется ABC зондов и в настоящее время доступен здесь .

Что слишком дорого?

У меня был отличный опыт работы с ультра-дешевыми датчиками осциллографа $ 12 Dxtxtreme:

Похоже, они почти идентичны зондам, которые поставляются с оптическими прицелами Owon Digital, и за 12 долларов они практически одноразовые. Я сначала купил пару из любопытства, и они были достаточно хороши, что я купил две дополнительные пары. Коаксиальный кабель очень приятный, мягкий и гибкий, и он работает, по крайней мере, до 10 МГц (у меня нет более быстрого генератора сигналов в данный момент), из моих испытаний.

DealExtreme также имеет множество других зондов, с различной скоростью и т. Д.

Эта страница содержит некоторую информацию о настройке датчиков осциллографа и предоставляет упрощенную модель датчика. Даже с пассивными зондами верхнего уровня их необходимо откалибровать для соответствия аналоговым интерфейсам заданного объема. В противном случае вы получите странные видимые эффекты ослабления / выброса.

Как примечание, длинные неэкранированные выводы будут действовать как антенна и воспринимать электромагнитные помехи из окружающей среды. Вы хотите, чтобы ваши выводы были короткими, чтобы обеспечить лучший высокочастотный отклик.

Вы также можете получить зонды 35 МГц менее чем за 50 долларов. Эти 60-МГц TPI-зонды стоят ~ 35 долларов.

Вы также можете попытать счастья на Ebay , хотя я бы настоятельно предостерег от того, что выглядит слишком хорошо, чтобы быть правдой.

Используйте их только для сигналов, а не в качестве силовых проводов. Центральный провод очень тонкий, чтобы поддерживать низкую емкость (*), и слишком большой ток может сжечь их.

(*) Емкость коаксиального кабеля определяется соотношением внутренний / внешний диаметр.

Вы можете припаять зажимы аллигатора к разъемам BNC и получить «пробник», который работает на низких частотах. Это не будет хорошо работать на высоких частотах, однако. Если вы хотите понять почему, я предлагаю вам прочитать Как ток узнает, сколько течет, прежде чем увидеть резистор?

Зонды, которые будут достаточно хороши для использования в хобби на частотах до 35 МГц (кажется, что предел этой области применения) можно купить за цену менее 50 долларов. Попробуйте MPJA . Я годами владел парой их 40-мегагерцевых пробников, и они работают как минимум так же хорошо, как моя дешевая 30-мегагерцевая область.

Кажется, здесь много обескураживающей информации. Я бы сказал - если вы смеете, просто построить его. Это отличный способ узнать, как все работает, и отличный способ найти правильный баланс между «дешевым» и «полезным».

Что бы ни говорили, разъем BNC с двумя футами коаксиального кабеля и некоторыми разъемами будет работать. Возможно, он не идеален на высоких частотах, он может ослабить границы быстро меняющихся сигналов, загрузка некоторых видов цепей сверхвысокого сопротивления / низкого сигнала может быть далека от оптимальной, но ЭТО будет работать. Если вы в конечном итоге обнаружите, что такой предмет домашнего обихода накладывает ограничения на то, что вы делаете, - либо купите его с полки, либо сделайте себе лучше.

Вы не собираетесь ничего убивать, вы можете просто получить не идеальные измерения.

У меня есть как минимум четыре заводских зонда в моей лаборатории, но как только я исчерпал их по мере необходимости, чтобы подключить также источник запуска и генератор сигналов. Очень плохо. Итак, я взял старую антенну UHF и разрезал BNC вместе с несколькими футами кабеля. Первоначально я использовал это только для выхода генератора, и на 20 МГц это было нормально. Позже, однако, я использовал это в качестве входного зонда, и он работал очень хорошо, несмотря на то, что для него использовался общий кабель RG58 - у прямоугольного сигнала имелись повышающие / понижающие края немного более «закругленными», чем я ожидал, но ничего трагического тоже.

Вот хороший PDF от Agilent хороший PDF от Keysight с информацией о пробниках.

Или внутри этих зондов происходит что-то особенное, что делает их стоимостью $ 50,00?

Конечно, посмотрите на этот зонд ZS2500 от LeCroy по цене $ 7 160,40. Вы платите все это значение, чтобы иметь возможность видеть высокоскоростные сигналы с точностью и без чрезмерного изменения характеристик измеряемой цепи.

Вам не нужно ничего особенного при работе на низких частотах и ​​низком напряжении. Я начал использовать простой провод с зачищенными концами и подключил их к центральному осевому входу, и один провод аллигатора в качестве заземления на внешнем осевом. Прекрасно работает при анализе логики ASM. Я делаю то же самое с мультиметровой станцией, просто убедитесь, что вы не измеряете что-либо под высоким напряжением и / или высокой силой тока, иначе вы сожжете не только кончики пальцев и провод.

Если вы целеустремленный новичок, не рискуйте, убедитесь, что вы изучили основы и опасности под наблюдением, прежде чем начинать взламывать свои собственные малобюджетные решения.