Quin és l'efecte de les sondes actives de l'oscil·loscopi en les mesures?
La secció de connexió davant de l'amplificador és una secció de línia de connexió d'impedància no controlada amb molta capacitat equivalent i inductància equivalent, que té un gran impacte en l'amplada de banda del sistema, la impedància d'entrada a freqüències altes i les característiques de resposta de freqüència; la part posterior de l'amplificador sol ser una línia de transmissió de 50 Ω, que té una impedància controlada i té un impacte menor en l'ample de banda del sistema.
La manera més senzilla de reduir l'impacte dels cables en l'ample de banda del sistema és escurçar la longitud de la línia de connexió entre la sonda i el DUT. Un exemple d'això es mostra al diagrama següent, on es va utilitzar una sonda activa d'un sol extrem de 2 GHz a la prova. L'amplada de banda del sistema és diferent quan s'utilitzen diferents accessoris de connexió, com més curts siguin els accessoris de la part frontal utilitzats, més gran serà l'amplada de banda del sistema.
Utilitzant aquestes connexions diferents per al mateix senyal de temps de pujada d'1ns, es pot veure que com més curtes siguin les connexions utilitzades, més gran serà l'ample de banda del sistema i més pronunciat serà el front ascendent mesurat.
Tanmateix, en alguns casos, per utilitzar la comoditat de l'amplificador de la sonda ha d'estar a una certa distància del punt de prova, aquesta secció de la línia de connexió normalment es mostra com a inductiva, si l'efecte inductiu causat per aquest cable no es compensa. , aquesta secció de la línia de connexió llarga és molt fàcil de provocar oscil·lacions del senyal. Els dos gràfics següents mostren els resultats d'una sonda activa d'un sol extrem de 4 GHz amb un cable de 2-polzades de llarg en un senyal de rellotge de 500 MHz amb un temps de pujada de 100ps. A la figura de l'esquerra, el cable de 2-polzades de llarg no coincideix i el senyal del rellotge mesurat té oscil·lacions i distorsions greus; a la figura de la dreta, la font del cable de 2-polzades de llargada coincideix amb una resistència adequada i les oscil·lacions i distorsions del senyal es redueixen significativament.
Per tant, a la sonda i la longitud del cable no es pot escurçar, l'ús d'una resistència adequada prop del punt de prova del final de la concordança del senyal pot millorar l'impacte de la inductància del cable, l'ús específic de la mida de la concordança La resistència s'ha de basar en la longitud del cable i altres característiques de la simulació i el càlcul. La figura següent mostra dues sondes diferencials utilitzades per a la soldadura diferencial i sondes de prova puntual. Es pot veure que en el cas d'alta freqüència, per tal de millorar la fidelitat de la mesura del senyal, fins i tot per a cables molt curts, és necessari dur a terme una concordança adequada. Una cosa a tenir en compte sobre la concordança de resistències és que aquesta resistència coincident només redueix l'oscil·lació del senyal causada pels cables llargs i té una millora limitada de l'ample de banda; si la longitud del cable frontal és massa llarga, l'ample de banda del sistema encara baixarà.
Com s'ha esmentat anteriorment, per augmentar l'amplada de banda d'una sonda activa, a més d'utilitzar un amplificador d'amplada de banda alta, és necessari minimitzar la longitud de la línia de transmissió d'impedància no controlada des del punt de prova fins a l'amplificador de la sonda i fer coincidir la resistència a l'extrem frontal de la línia de connexió. Tanmateix, els amplificadors d'ample de banda elevat requereixen blindatge, concordança i font d'alimentació complexos, i no són especialment petits, cosa que els fa incòmodes d'utilitzar si estan dissenyats massa a prop del punt de prova. Per tal de garantir tant la facilitat d'ús com l'amplada de banda de mesurament elevada, moltes de les sondes d'ample de banda d'alt ample del mercat actuals tenen una estructura dividida.
Aquest tipus de sonda consta de dues parts, l'amplificador de la sonda i la part frontal de la sonda, que estan connectades per un connector coaxial de 50Ω. En general, la impedància de la part frontal de l'amplificador de la sonda no està controlada, de manera que la longitud d'aquesta part té una gran influència en el senyal, mentre que la part frontal de la sonda InfiniiMax només té una secció curta al davant (uns 5 mm més o menys) que és impedància no controlada, que és un cable molt curt i, per tant, assegura un gran ample de banda de mesura; i la part posterior de la part frontal de la sonda (uns 10 cm) és una línia de transmissió coaxial de 50Ω, que té poca influència en l'ample de banda del sistema. La part darrere del front de la sonda (uns 10 cm) és una línia de transmissió coaxial de 50 Ω, la longitud de la qual té poca influència en l'ample de banda del sistema. Per tant, amb aquesta estructura, d'una banda, l'amplada de banda de la sonda es pot fer més ample, d'altra banda, l'amplificador de la sonda es pot allunyar del punt de prova, de manera que la mida de l'extrem frontal de la sonda sigui més petita i, per tant, més fàcil. per utilitzar. Al mateix temps, aquesta estructura dividida fa que sigui convenient per als usuaris canviar diferents fronts de prova segons les diferents necessitats de prova, com ara la mesura de punts, soldadura, preses, etc.
