Делители и выносные пробники осциллографов С1-97 и подобных

olafnew

Добрый день коллеги,
Купил на барахолке осциллограф, с1-108, и теперь задался вопросом(немного позже чем надо, понимаю, но тем не менее), зачем нужен "выносной активный пробник" которого у меня нет? До этого пользовался осциллографами у которых нет таких заморочек, и щупы подключаются напрямую к входу...

Можно-ли без него обойтись? Но тем не менее, все раавно - главный вопрос - зачем нужен "выносной активный пробник"?

Реклама

Паятель

При непосредственном входе прибор имеет входное активное сопротивление 50 Ом при коэффициенте отражения до 10 %, что обеспечивает хорошее согласование с низкоомными цепями.
Применение выносных делителей 1:10, 1:50, активного пробника позволяет обеспечить входное активное сопротивление от 500 Ом до 1 МОм и входную емкость от 4 до 1 пФ.

http://astena.ru/c1-108.html

Реклама

olafnew

Спасибо за ссылку, там нашел качественно отсканированную инструкцию для С1-108.

Хм, входное сопротивление в 50 Ом.. Не очень понимаю(точнее, совсем не понимаю), в чем соль? Т.е. чем это хорошо, и чем это плохо. Возьмем пример - выход с генератора, частота 278МГц, надо смотреть что на выходе, т.е. наличие "паразитного мусора" в сигнале, правильность "формы" на выходе, для того чтобы судить о корректности примененной схемотехники, и правильности разводки печатки. Так вот - мне не понятно, зачем низкоомный вход? Наоборот лучше-же высокоомный, т.к. потерь сигнала меньше.. Или я не прав и несу охинею? Да и потом, можно-же взять делитель, и будет сопротивление еще бОльше..

А зачем уменьшать входную емкость? Тем более так существенно? Не понимаю

.. Честно.. И буду очень признателен за объяснение, т.к. у меня явный пробел в знаниях по этому вопросу...

P.S. До этого был приборчик, простенький, но надежный, до 25МГц, и там у меня вообще вопросов не возникало, но вот, решил шагнуть вперед, и тут вопрос на вопросе

.. И чувствую, что не хватает понимания и знаний, в связи с чем и обращаюсь за советом..

МитяРа

На высоких частотах, больше важно не входное R, а согласование нагрузки..
И вся ВЧ измериловка, и схемотехника поэтому - обычнонизкоомная...

Реклама

МитяРа

А мерять что-то осциллом с 50 Ом входом, можно одев на кончик щупа небольшой кондёрчик.. 47нФ например..
Хотя, есть стандартные делители под это дело...

Реклама

olafnew писал(а):...А зачем уменьшать входную емкость?...

Вспомните, как изменяется реактивное сопротивление конденсатора с увеличением частоты. А так как входная емкость стоит параллельно входу, то с увеличением частоты она будет оказывать шунтирующее действие на сигнал, закорачивая его при слишком больших емкостях и больших частотах.

Реклама

olafnew

Честно - все равно не понимаю.. Сижу третий час. читаю разрозненную информацию, но общая картина до сих пор не вырисовывается, возьмем абстрактные примеры:

1) Измеряем амплитуду сигнала ШИМ, частота 200КГц, амплитуда сигнала 100 вольт. Необходимо померить: Амплитуду. Необходимо увидеть: "четкие" фронты импульсов, а также увидеть "мусор" если такой есть.

Я правильно понимаю - берем делитель, 1:10, и смотрим преспокойно?

2) Измеряем амплитуду и частоту, генератор, частота 200МГц, амплитуда 100мВ. Необходимо померить: Амплитуду, Частоту. Увидеть гармоники, или паразитные сигналы.

Я правильно понимаю - берем щуп, с частотой от 200МГц(чем бОльше тем лучше(?)) 1:1, подключаемся к "точке измерения", смотрим?

3) Измеряем время нарастания фронта импульса, частота сигнала 100МГц, выход с АЦП, амплитуда 3.3В. Необходимо померять: Время нарастания фронта импульса.

Берем тот-же щуп, что и в предыдущем случае, и просто смотрим?

4) Схема питания, допустим чего-то очень энергоемкого, напряжение питания 5В, надо увидеть все шумы по питанию.

Опять-же, берем предыдущий щуп и просто измеряем?

Опираясь на опыт общения с прибором много ниже по классу, я там использовал два пассивных щупа, один 1:1, другой 1:10, всегда хватало. Но в случае с С1-108, я не понимаю, зачем ему по "штату полагается" активный щуп

.. У меня просто нет понимания, зачем он нужен.. Очень прошу объяснить на пальцах, и на примерах выше - указать на ошибки в моих рассуждениях, заранее очень благодарю!

olafnew

Света писал(а):
olafnew писал(а):...А зачем уменьшать входную емкость?...
Вспомните, как изменяется реактивное сопротивление конденсатора с увеличением частоты. А так как входная емкость стоит параллельно входу, то с увеличением частоты она будет оказывать шунтирующее действие на сигнал, закорачивая его при слишком больших емкостях и больших частотах.

Согласен, спасибо, этот нюанс я уже понял. Но в данном случае - мне не понятно - емкость входа мы, допустим, уменьшили, получается, что упираемся в емкость кабеля самого измерительного щупа... Я правильно понимаю?

МитяРа

Последним постом - ты и начал отвечать на свой вопрос по поводу активного щупа..
Когда ты измеряешь через щуп, у тя вход измерителя находится
в осциллографе, и между точкой измерения и им есть соединительный кабель,
со своими характеристиками. А когда ты измеряешь с выносным активным щупом, то ты максимально приближаешь точку измерения ко входу прибора...

Передача ВЧ энергии без потерь - это уже отдельная тема. Здесь уже влияет согласование всех звеньев передачи. В общем поэтому в ВЧ устройствах и используются низкоомные входы, выходы, согласующие с ВЧ кабелем с волновым сопротивлением 50 или 75 Ом.

olafnew

МитяРа писал(а):Последним постом - ты и начал отвечать на свой вопрос по поводу активного щупа..
Когда ты измеряешь через щуп, у тя вход измерителя находится
в осциллографе, и между точкой измерения и им есть соединительный кабель,
со своими характеристиками. А когда ты измеряешь с выносным активным щупом, то ты максимально приближаешь точку измерения ко входу прибора...

Да, кажется начинаю понимать. Но, ИМХО, в случае конкретного прибора, т.е. С1-108, там длина кабеля до "активного выносного пробника", тоже очень не маленькая.. См, картинку:

Это та самая приблуда, которая крепится слева.

olafnew

Света писал(а):Передача ВЧ энергии без потерь - это уже отдельная тема. Здесь уже влияет согласование всех звеньев передачи. В общем поэтому в ВЧ устройствах и используются низкоомные входы, выходы, согласующие с ВЧ кабелем с волновым сопротивлением 50 или 75 Ом.

Да, вопрос согласования измеряемой схемы, и самого прибора, я уже начал понимать. Оказалось необычно, и достаточно непривычно.

Судя по всему, нормально использовать С1-108, для измерения НЧ схем я так и не смогу

.. Т.е. по сути прибор сугубо нацеленный на ВЧ измерения. Жаль

, т.к. экран там бОльшой. (я поэтому так активно про эту выносную коробку и выясняю, т.к. была надежда, что она применима именно для НЧ измерений... )

МитяРа

длина кабеля до "активного выносного пробника", не так важна, она ведь не "подключается" к нагрузке..
А по поводу измерений НЧ с помощью ВЧ осциллографа..
У мя был в своё время С1-75, по паспорту, по моему до 150 МГц,
мя им мерял и ВЧ до 375 МГц, и выхода ТТЛ логики, и всё что попадалось..
Сейчас отдал другу, пользуюсь другим...

olafnew

МитяРа писал(а):
А по поводу измерений НЧ с помощью ВЧ осциллографа..
У мя был в своё время С1-75, по паспорту, по моему до 150 МГц,
мя им мерял и ВЧ до 375 МГц, и выхода ТТЛ логики, и всё что попадалось..

Кажется, что из объяснений выше - я начал понемногу понимать, зачем нужен этот "активный пробник".

Ок, с НЧ разобрались - т.е. можно не морочится, и использовать привычные щупы с разными делителями.

Возвращаемся к ВЧ.. Имеем АЦП - на выходе надо смотреть фронты сигналов.. Я понимаю, что частота 100МГц+.. Теперь вопрос, в связи со всеми согласованиями линий, активными пробниками, и т.д. Беру качественный, дорогой, 500МГц(ну чтоб наверняка) щуп. И снимаю сигнал с конца(!) сигнальной дорожки на плате. Меня интересует время нарастания импульса, т.е. то, как импульс "расплылся" пока по дорожке передавался. Я смогу обычным, пассивным, но качественным щупом - посмотреть это? Или увидеть-то увижу, только все измерения будут иметь лишь "относительный" характер?

МитяРа

Не совсем "вмышатил" в вопрос.. но тем не менее пара встречных вопросов:
а) у тя 100МГц - это частота дискретизации ЦАП ?
б) на что выходят цифровые линии с ЦАП ?
в) есть-ли согласование на этих линиях ?

olafnew

МитяРа писал(а):Не совсем "вмышатил" в вопрос.. но тем не менее пара встречных вопросов:
а) у тя 100МГц - это частота дискретизации ЦАП ?
б) на что выходят цифровые линии с ЦАП ?
в) есть-ли согласование на этих линиях ?

А) Я привожу вымышленный пример, прошу прощения, что ввел в заблуждение.. Но, я думаю АЦП, с последовательной линией на выходе, может доходить до 100МГц.. Думается что на примере работы рефреша быстрой(!) памяти, тоже такие примеры можно найти. Но, тем не менее, я имел ввиду частоту синхросишгала шины АЦП.

Б) ну да, с АЦП выходит цифра..

В) В идеале должна быть, ино, опять-же, я привел вымышленный пример..

МитяРа

Б) ну да, с АЦП выходит цифра..
Мя писал НА ЧТО выходят линии АЦП, т.е. как они соединяются с микросхемой, которяя считывает информацию..
..
немного стало понятней - значит есть АЦП с последовательным выходом, так?
..
Любая линия, тем более на таких частотах должна быть согласована, причём в трёх местах согласование:
а) выход согласовывается с линией, (передатчик сигналов)
б) линия согласовывается со входом, (приёмник сигналов)
в) сама линия.
Все эти, и многие другие моменты, считаются и выполняются при проектировании..
А посмотреть форму импульсов, можно, например, на выходе передатчика сигнала
и на входе приёмника сигнала...
По поводу согласования длинных линий и вообще сигналов, найди книгу
"Применение интегральных микросхем в электронной вычислительной технике"
(Под ред Б.Н. Файзулаева, Б.В. Тарабрина; М., "Радио и связь", 1986)
там почитаешь...

olafnew

Читаю дальше - и понимаю, что с НЧ все-же есть вопросы..

Берем любую НЧ схему - тот-же ШИМ, как пример - и что получается, что в процессе измерения, при использовании щупа 1:1 мы получаем нагрузку в 50Ом в схеме в качестве нагрузки?! Я корректно все понимаю?

МитяРа

Если шуп, без разделительной ёмкости - получаешь нагрузку схемы в 50 Ом..
Кстати некоторые ТТЛ серии, и тем паче ЭСЛ микросхемы - работают на 50 Ом нагрузку..
..
Ну получил ты в схеме нагрузку 50 Ом, и что ?
В чём сомнения ?

Для таких приборов обычно делаются активные высокоомные щупы, например, на полевых транзисторах. Вход высокоомный и с малой емкостью, выход согласуется с низкоомным входом прибора. Тогда можно проводить измерения в любых цепях.