Vilken effekt har de aktiva sonderna i oscilloskopet på mätningarna?
Anslutningssektionen framför förstärkaren är en sektion av okontrollerad impedansanslutningsledning med mycket ekvivalent kapacitans och ekvivalent induktans, vilket har stor inverkan på systemets bandbredd, ingångsimpedans vid höga frekvenser och frekvenssvarsegenskaper; baksidan av förstärkaren är vanligtvis en 50 Ω transmissionsledning, som har en kontrollerad impedans och har en mindre inverkan på systemets bandbredd.
Det enklaste sättet att minska elektrodernas påverkan på systemets bandbredd är att förkorta längden på anslutningsledningen mellan sonden och DUT. Ett exempel på detta visas i diagrammet nedan, där en 2GHz enkeländad aktiv sond användes i testet. Systemets bandbredd är annorlunda när man använder olika anslutningstillbehör, ju kortare fronttillbehör som används, desto högre bandbredd har systemet.
Genom att använda dessa olika anslutningar för samma 1ns stigtidssignal, kan det ses att ju kortare anslutningar som används, desto högre är bandbredden på systemet och desto brantare den uppmätta stigande flanken.
Men i vissa fall, för att använda bekvämligheten med sondförstärkaren måste det vara ett visst avstånd från testpunkten, denna del av anslutningsledningen visas vanligtvis som induktiv, om den induktiva effekten som orsakas av denna ledning inte kompenseras för , är denna del av den långa anslutningslinjen mycket lätt att orsaka signaloscillation. Följande två grafer visar resultaten av en 4GHz enkeländad aktiv sond med en 2-tum lång ledning på en 500MHz klocksignal med en 100ps stigtid. I bilden till vänster är den 2-tum långa ledningen inte matchad, och den uppmätta klocksignalen har allvarliga svängningar och förvrängningar; i figuren till höger matchas källan till den 2-tum långa ledningen av ett lämpligt motstånd, och signalens oscillationer och distorsioner reduceras avsevärt.
Därför, i sonden och längden på ledningen inte kan förkortas, kan användningen av ett lämpligt motstånd nära testpunkten för slutet av signalmatchningen förbättra effekten av ledningsinduktansen, den specifika användningen av storleken på matchningen motstånd bör baseras på längden på ledningen och andra egenskaper hos simuleringen och beräkningen. Figuren nedan visar två differentialsonder som används för differentiallödning och punkttestsonder. Det kan ses att i fallet med hög frekvens, för att förbättra tillförlitligheten för signalmätningen, även för mycket korta ledningar, är det nödvändigt att utföra lämplig matchning. En sak att notera när det gäller resistormatchning är att detta matchande motstånd endast minskar oscillationen av signalen som orsakas av de långa ledningarna och har begränsad förbättring i bandbredd; om frontkabelns längd är för lång kommer systemets bandbredd fortfarande att minska.
Som nämnts tidigare, för att öka bandbredden för en aktiv sond, förutom att använda en högbandbreddsförstärkare, är det nödvändigt att minimera längden på den okontrollerade impedansöverföringsledningen från testpunkten till sondförstärkaren, och att matcha motståndet vid den främre änden av anslutningsledningen. Förstärkare med hög bandbredd kräver dock komplex skärmning, matchning och strömförsörjning, och är inte särskilt små, vilket gör dem obekväma att använda om de är designade för nära testpunkten. För att säkerställa både användarvänlighet och hög mätbandbredd har många av de högbandbreddsonder som finns på marknaden idag en delad struktur.
Denna typ av sond består av två delar, sondförstärkaren och den främre delen av sonden, som är sammankopplade med en 50Ω koaxialkontakt. Vanligtvis är impedansen på den främre delen av sondförstärkaren okontrollerad, så längden på denna del har stor inverkan på signalen, medan fronten på InfiniiMax-proben bara har en kort sektion framför (ca 5 mm eller så) dvs. okontrollerad impedans, som är en mycket kort avledning och därmed säkerställer en hög mätbandbredd; och den bakre delen av den främre delen av sonden (cirka 10 cm) är en 50Ω koaxial transmissionsledning, som har liten inverkan på systemets bandbredd. Delen bakom sondens front (ca 10 cm) är en 50 Ω koaxial transmissionsledning, vars längd har liten inverkan på systemets bandbredd. Därför, med denna struktur, å ena sidan kan sondbandbredden göras bredare, å andra sidan kan sondförstärkaren vara längre bort från testpunkten, så att storleken på sondens frontände blir mindre och därmed lättare att använda. Samtidigt gör denna delade struktur det bekvämt för användare att ändra olika testfronter enligt olika testbehov, såsom punktmätning, svetsning, domkrafter och så vidare.
