Vilka är effekterna av oscilloskops aktiva sonder på mätningar?
Anslutningsdelen framför förstärkaren är en anslutningsledning med okontrollerad impedans, som har mycket likvärdig kapacitans och likvärdig induktans. Denna del har en stor inverkan på systemets bandbredd, ingångsimpedans vid höga frekvenser och frekvensresponsegenskaper; bakom förstärkaren finns vanligtvis Det är en 50Ω transmissionsledning. Denna del är impedansstyrd och har mindre inverkan på systemets bandbredd.
Det enklaste sättet att minska elektrodernas påverkan på systemets bandbredd är att förkorta längden på anslutningskabeln mellan sonden och enheten som testas. Bilden nedan är ett exempel. En 2GHz enkeländad aktiv sond används i testet. När olika anslutningstillbehör används är systemets bandbredd annorlunda. Ju kortare front-end-tillbehör som används, desto högre bandbredd har systemet.
Men i vissa fall, för att underlätta användningen, måste sondens förstärkare vara på ett visst avstånd från testpunkten. Denna del av anslutningsledningen beter sig vanligtvis induktivt. Om induktanseffekten orsakad av denna sektion av ledningen inte kompenseras, kommer denna långa sektion av anslutningsledningen att orsaka signaloscillation. Följande två bilder är resultatet av mätning av samma 500MHz klocksignal med en stigtid på 100ps med en 4GHz enkeländad aktiv sond genom en 2-tum lång ledning. På bilden till vänster har den 2-tum långa ledningen inte matchats på något sätt, och den uppmätta klocksignalen svänger och deformeras mycket allvarligt; på bilden till höger matchas källänden av den 2-tum långa ledningen genom ett lämpligt motstånd, och signalen oscillerar och deformationen reduceras avsevärt.
Därför, när ledningslängden för sonden och enheten som testas inte längre kan förkortas, kan användning av ett lämpligt motstånd för att matcha signalen i ena änden nära testpunkten förbättra effekten av ledningsinduktansen. Den specifika storleken på matchningsmotståndet som används bör baseras på ledningens storlek. Egenskaper som längd simuleras och beräknas. Bilden nedan visar differentialsvetsnings- och punktsonderna som används av två differentialsonder. Det kan ses att i fallet med höga frekvenser, för att förbättra tillförlitligheten för signalmätning, måste även mycket korta ledningar matchas ordentligt. En sak att notera om resistormatchning är att detta matchande motstånd endast minskar signaloscillationen som orsakas av långa ledningar och har begränsad förbättring i bandbredd. Om längden på front-end-kabeln är för lång, kommer systemets bandbredd fortfarande att minska.
Som nämnts tidigare, för att öka bandbredden för en aktiv sond, förutom att använda en högbandsförstärkare, måste du också minimera längden på den okontrollerade impedansöverföringsledningen från testpunkten till sondförstärkaren och utföra testet vid främre änden av anslutningsledningen. Motståndsmatchning. Vanligtvis kräver dock förstärkare med hög bandbredd komplex skärmning, matchning och strömförsörjning, och deras storlek är inte särskilt liten. Om förstärkaren är konstruerad för nära testpunkten blir den mycket obekväm att använda. För att säkerställa användarvänlighet och hög mätbandbredd på samma gång, antar många högbandbreddsonder på marknaden nu en delad struktur.
Denna sond består av två delar: sondförstärkaren och sondens främre ände, som är anslutna via en 50Ω koaxialkontakt. Impedansen på den främre delen av den vanliga sondförstärkaren är okontrollerad, så denna längd har stor inverkan på signalen. Men bara en kort del (cirka 5 mm) av den främre änden av InfiniiMax-proben har okontrollerad impedans. Denna del Ledningskabeln är mycket kort för att säkerställa hög mätbandbredd; och delen bakom den främre änden av sonden (cirka 10 cm) är en 50Ω koaxial transmissionsledning, och längden på denna del har liten inverkan på systemets bandbredd. Därför, efter att ha antagit denna struktur, kan å ena sidan sondbandbredden göras bredare, och å andra sidan kan sondförstärkaren vara längre bort från testpunkten, vilket gör storleken på sondens frontände mindre och lättare att använda sig av. Samtidigt underlättar denna delade struktur användarna att byta ut olika testfrontdelar enligt olika testbehov, såsom punkttestning, svetsning, domkraft, etc.
