Разработанный щуп имеет входной диапазон примерно -3…+3.5В для варианта x1 и -6…+7В для варианта x2 (с входным делителем на 2), полосу большого сигнала около 100МГц, полосу малого сигнала около 200МГц и входную емкость менее 3пФ, определяемую, в основном, паразитной емкостью конструкции.
Схема активного щупа:
Как видно из схемы, вход щупа представляет собой истоковый повторитель со следящей обратной связью (VT1, VT2, VT5), режим работы которого устанавливается при помощи источников тока (VT3, VT4). Буферный повторитель (VT6) с источником тока в эмиттерной цепи (VT7) уменьшает емкость нагрузки входного каскада, что способствует расширению полосы пропускания. Выходной комплементарный двухтактный повторитель обеспечивает требуемый выходной ток, позволяя работать не только на высокоомную нагрузку, но и на нагрузку в 100 Ом, что обеспечивает возможность работать на согласованный 50-омный кабель. В этом случае, выходное сопротивление повторителя вместе с резистором R15 образует последовательное сопротивление в 50 Ом, которое, вместе с входным сопротивлением согласованной линии, образует дополнительный делитель на 2, но обеспечивает согласование линии с обоих концов.
Общий коэффициент передачи повторителя при работе на высокоомную нагрузку составляет около 0.98 (измерено на двух экземплярах), что дает ошибку в 2% (её, при желании, можно учесть).
Для расширения входного диапазона напряжений можно установить на входе делитель на два и, заодно, учесть упомянутую ошибку. Для этого нужно взять R1 равным 4.9М, а резистор R2 – 5.1М. Конденсатор С1 нужно заменить подстроечным конденсатором 0.5-2 пФ, а резистор R4 взять равным 470 Ом, что улучшит форму АЧХ.
Об особенностях настройки схемы и способах борьбы с самовозбуждением я расскажу в дальнейшем, если тема вызовет интерес.
Для нормальной работы схемы требуется три питающих напряжения. Все эти напряжения обеспечиваются блоком питания, схема которого приведена ниже.