[uquote="ВикторС",url="/forum/viewtopic.php?p=4468197#p4468197"]
Пересмешник,
Спасибо за Ваши комментарии и советы.
Про наличие медной жилы внутри кабеля P6100, я знал давно, потому и полез внутрь, установить доп резистор последовательно с жилой.
Щуп-делитель для С1-73 и/ или С1-94, буду собирать по такой схеме :
https://img.radiokot.ru/files/92893/384l0n9myy.jpg
Резисторы и конденсаторы собраны параллельно-последовательно, для увеличения рабочего напряжения.[/uquote]
Пожалуй, схему этого щупа стоит разобрать подробнее, столько граблей в ней разложено
.
За исходные данные приму, что осциллограф, к которому подключается этот щуп имеет входное сопротивление 1 МОм и входную емкость 20 пФ, кабель - длину 1 м, емкость 90 пФ (несколько ранее проскальзывала эта цифра), волновое сопротивление 50 Ом и вносит малые потери. Также пусть выходное сопротивление источника сигнала, к которому подключен делитель, будет равным 50 Ом.
Начнем с того, что диапазона регулировки подстроечной емкости на этой схеме просто не хватает для нормальной компенсации. Она должна быть отрицательной. Так получается потому что в данном включении общая эквивалентная емкость конденсаторов делителя будет меняться от 14 до 16,7 пФ. В результате Коэффициент деления и АЧХ щупа будут выглядеть вот так:
Спойлер
Причем я брал случай изменения подстроечного конденсатора не 5-25 пФ, а 0-25 пФ.
Далее, по поводу подстроечника на пути прохождения сигнала - откровенно плохое решение. Вы показывали на фото макет щупа с движковыми резисторами - так вот их там вообще нельзя применять. У них и с надежностью проблемы, и контакт нестабильный и паразитные параметры выше 1 МГц так себе.
Но дело даже не в этом. Вот семейство частотных характеристик этой схемы при вариации подстроечного конденсатора и входного резистора в диапазонах значений от 0 до указанных на схеме. Обратите внимание, что пик на частоте 100 МГц ни в одном случае существенно не уменьшается, хотя спад АЧХ в ряде случаев начинается даже ниже 10 Мгц.
Спойлер
А вот что вы, скорее всего, увидите на экране осциллографа типа С1-65, когда подключите к нему данный щуп:
1. R=470 Ом, С=25 пФ. Звон+завал фронта
Спойлер
2. R=470 Ом, С=0. Почти то же самое, поменялся уровень сигнала
Спойлер
3. R=150 Ом, С=0. Фронт импульса стал лучше, звона стало больше.
Спойлер
Также, если обратили внимание, уровень выходного сигнала выше 100 мВ. Это связано как раз с тем, что подстроечный конденсатор не может скорректировать частотную характеристику щупа. А входной меандр был задан с частотой 1 МГц.
В общем, вердикт - схему делителя в таком виде собирать не стоит.
Что можно сделать?
Для начала - изменить RC цепь на входе. Высоковольтность - это конечно хорошо, но она не должна вредить высокочастотности. Тем более, что такая цепь не дает выигрыша по высокому напряжению.
Для щупов есть хороший график:
Спойлер
Он примерно одинаковый для всех щупов 1:10. Этот - от того самого 6100.
Про него многие забывают, но именно превышение максимального напряжения на частоте 27,2 МГц привело к выгоранию щупа у автора видео, ссылку на которое я давал ранее
Он превысил допустимые на этой частоте 50 В. Причем сгорел у него как раз входной постоянный резистор - это так, к слову...
Итак, оставляем 3 резистора по 3,03 МОм и параллельно им подключаем подстроечный конденсатор.
Далее я добавил резистор на выходе коаксиала, после кабеля - примерно так, как это сделано у китайцев. Раз уж у нас в тракте есть кусок высокодобротного коаксиала, попробуем его согласовать как длинную линию. Полноценного согласования у нас не получится - нельзя подключить параллельно входу осциллографа резистор с сопротивлением, равным волновому, однако, ситуацию улучшит.
Смотрим. На графике показано семейство частотных характеристик полученных при изменении изменении сопротивления резистора, добавленного после кабеля в диапазоне 50-400 Ом после подбора Сподстр при входном сопротивлении 270 Ом.
Спойлер
Явно видно, что ситуация улучшилась и можно подобрать такое сопротивление, при котором АЧХ делителя будет достаточно плоской, а резонансные всплески кабеля - минимального уровня.
В итоге, если взять резисторы 270 и 240 Ом, можно получить вот такие характеристики:
Спойлер
В этом случае провал АЧХ будет около 3 дБ, а резонансный всплеск - 3,3 дБ. Т.е. почти +- 3Дб.
Выходной сигнал:
Спойлер
Ну и поближе, для оценки времени нарастания
Спойлер
Время нарастания получается менее 20 нс, из них 5 - задержка распространения сигнала в кабеле.
В процессе подбора оптимальной комбинации резисторов выяснилось, что они должны быть именно с обоих сторон. Настраиваются тоже парой. Если убрать один - становится сильно хуже и звон устранить не получается никак.
Итоговая схема, на которой получены характеристики.
Спойлер
Кстати, если добавить второй резистор к исходной схеме, она тоже начнет ощутимо лучше работать, но звона все равно больше и невозможность скомпенсировать щуп на ВЧ все портит.
Надеюсь, проделанная работа внесет ясность в благородное дело щупостроения
.
Valentin Gvozdev
Входные цепи этих щупов есть у них в техдокументации, начинается щуп несложно:
Спойлер
Чудеса начинаются потом.
Подстроечников, думаю, там нет - на таких частотах и в приборах такого класса так не делают. Проще сделать тракт на стабильных компонентах с фиксированными параметрами и потом откалибровать его как душе угодно.
Там вообще особое внимание входным цепям уделено - причем не только игле, а и земляному проводу. На 1, а тем более, 9 ГГц, крокодильчиком особо не прицепишься. Оно и на 100 МГц уже не всегда прокатывает
