โพรบระยะไกลสำหรับแผนภาพออสซิลโลสโคป โพรบแบบแอคทีฟที่มีความจุอินพุตต่ำ โพรบพร้อมการแก้ไขการตอบสนองความถี่

โดยไม่คำนึงถึงประเภทของอุปกรณ์ ในการวิเคราะห์สัญญาณบางอย่าง จำเป็นต้องนำสัญญาณที่กำลังศึกษาไปยังอินพุตของอุปกรณ์ แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะนำแหล่งกำเนิดมาใกล้กับอินพุตของออสซิลโลสโคปและเครื่องวิเคราะห์ มักอยู่ห่างจากเศษเสี้ยวเมตรถึงหลายเมตร ซึ่งหมายความว่าพิเศษ อุปกรณ์ที่ตรงกันเชื่อมต่อระหว่างแหล่งสัญญาณและอินพุตของออสซิลโลสโคปและเครื่องวิเคราะห์
โดยปกติแล้ว โพรบจะใช้เพื่อวัตถุประสงค์ที่สำคัญดังต่อไปนี้:

• การเชื่อมต่อระยะไกลออสซิลโลสโคปไปยังวัตถุของการศึกษา
• ลดความไวของช่องการโก่งตัวในแนวตั้ง (บางครั้งแนวนอน) และศึกษาสัญญาณระดับสูง (โพรบแบบพาสซีฟ)
• แยกวงจรการวัดออกจากหน่วยออสซิลโลสโคป (โพรบแบบออปติคัล)
• การลดทอนสัญญาณสูงและการวิจัยสัญญาณในวงจรไฟฟ้าแรงสูง (โพรบไฟฟ้าแรงสูง)
• การเพิ่มความต้านทานอินพุตและลดความจุอินพุต (ตัวแบ่งชดเชยและโพรบทวนสัญญาณ)
• การแก้ไขการตอบสนองแอมพลิจูด-ความถี่ของระบบโพรบ-ออสซิลโลสโคป
• รับออสซิลโลแกรมปัจจุบัน (โพรบปัจจุบัน);
• การเลือกสัญญาณแอนติเฟสและการปราบปรามสัญญาณโหมดทั่วไป (โพรบดิฟเฟอเรนเชียล)
• การเพิ่มความไวของออสซิลโลสโคป (โพรบที่ใช้งานอยู่)
• วัตถุประสงค์พิเศษ (เช่น จับคู่เอาต์พุตของแหล่งสัญญาณย่านความถี่กว้างกับอินพุต 50 โอห์มของออสซิลโลสโคป)

เห็นได้ชัดว่าบทบาทของโพรบมีความสำคัญมากและบางครั้งก็ไม่ได้ด้อยไปกว่าความสำคัญของออสซิลโลสโคปและเครื่องวิเคราะห์เลย แต่บ่อยครั้งที่บทบาทของโพรบถูกประเมินต่ำไปและนี่เป็นข้อผิดพลาดร้ายแรงสำหรับผู้ใช้มือใหม่ของอุปกรณ์เหล่านี้ ด้านล่างนี้คือประเภทหลักของโพรบและอุปกรณ์เสริมอื่นๆ สำหรับออสซิลโลสโคป เครื่องวิเคราะห์สเปกตรัม เครื่องวิเคราะห์สัญญาณ และเครื่องวิเคราะห์ลอจิก

โพรบขึ้นอยู่กับตัวแบ่งที่ได้รับการชดเชย

โพรบชนิดที่ง่ายที่สุดและใช้งานยาวนานที่สุดคือโพรบแบบพาสซีฟที่มีตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าชดเชย - รูปที่ 5.1 ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าสร้างขึ้นจากตัวต้านทาน R1 และ R2 และ R2 อาจเป็นความต้านทานอินพุตของออสซิลโลสโคป

ข้าว. 5.1. วงจรตัวแบ่งชดเชย

พารามิเตอร์ตัวแบ่ง DC คำนวณโดยใช้สูตร:

ตัวอย่างเช่น ถ้า R2 = 1 MOhm และ R1 = 9 MOhm ดังนั้น RВH = 10 MOhm และ KD = 1/10 ดังนั้นความต้านทานอินพุตจะเพิ่มขึ้น 10 เท่า แต่ระดับแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับอินพุตของออสซิลโลสโคปก็ลดลง 10 เท่าเช่นกัน

ในกรณีทั่วไป (บนกระแสสลับ) สำหรับสัมประสิทธิ์การส่งผ่านตัวแบ่ง คุณสามารถเขียนนิพจน์ (τ1= R1C1 และ τ2= C2R2):

. (5.3)

ดังนั้นหากค่าคงที่เวลา τ1 และ τ2 เท่ากัน ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนของตัวแบ่งจะหยุดขึ้นอยู่กับความถี่และเท่ากับค่าของมันที่กระแสตรง ตัวหารดังกล่าวเรียกว่าการชดเชย ความจุ C2 คือความจุรวมของสายเคเบิล การติดตั้ง และความจุอินพุตของออสซิลโลสโคป ในทางปฏิบัติเพื่อให้บรรลุเงื่อนไขการชดเชยจะต้องปรับความจุ C1 (หรือ C2) เช่นการใช้ทริมเมอร์ตัวเก็บประจุแบบแปรผัน - ทริมเมอร์ (ดูรูปที่ 5.2) การปรับทำได้โดยใช้ไขควงพลาสติกชนิดพิเศษที่รวมอยู่ในชุดอุปกรณ์เสริมโพรบ ประกอบด้วยเคล็ดลับ อะแดปเตอร์ สติ๊กเกอร์สี และสิ่งเล็กๆ น้อยๆ ที่เป็นประโยชน์อื่นๆ

ข้าว. 5.2. การออกแบบโพรบแบบพาสซีฟมาตรฐาน HP-9250 อิงตามตัวแบ่งการชดเชยความถี่

เมื่อได้รับการชดเชย จะไม่มีการบิดเบือนของพัลส์สี่เหลี่ยม (คดเคี้ยว) ซึ่งมักจะสร้างขึ้นโดยเครื่องสอบเทียบที่ติดตั้งอยู่ในออสซิลโลสโคป (ดูรูปที่ 5.3) เมื่อจุดสูงสุดของพัลส์ลดลง จะสังเกตเห็นการชดเชยที่ต่ำกว่าปกติ และเมื่อเพิ่มขึ้น จะสังเกตการชดเชยที่มากเกินไป ลักษณะของออสซิลโลแกรมก็แสดงไว้ในรูปที่ 1 ด้วย 3 (ถ่ายด้วยออสซิลโลสโคป TDS 2024 พร้อมโพรบ P2200) ขอแนะนำให้ดำเนินการชดเชยสูงสุด ภาพขนาดใหญ่ออสซิลโลแกรมของช่องสัญญาณที่เกี่ยวข้อง

ข้าว. 5.3. ออสซิลโลแกรมของเครื่องสอบเทียบออสซิลโลสโคป Tektronix TDS 2024 พัลส์ที่ระดับการชดเชยต่างๆ (บนลงล่าง): การชดเชยปกติ การชดเชยมากเกินไป และการชดเชยน้อยเกินไป

เมื่อทำงานกับออสซิลโลสโคปแบบหลายช่องสัญญาณ คุณควรใช้โพรบแยกกันสำหรับแต่ละช่อง ในการดำเนินการนี้ จะต้องทำเครื่องหมาย (หากยังไม่ได้ทำที่โรงงาน) ด้วยสติกเกอร์ที่มีสีต่างกัน ซึ่งมักจะสอดคล้องกับสีของเส้นออสซิลโลแกรม หากคุณไม่ปฏิบัติตามกฎนี้ การชดเชยจะไม่ถูกต้องเนื่องจากความผันแปรของความจุอินพุตของแต่ละช่องอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

สำหรับตัวหาร 1:10 ตัวต้านทาน R1 ควรเท่ากับ 9R2 ซึ่งหมายความว่าความจุ C1 จะต้องน้อยกว่าความจุอินพุต C2 9 เท่า กำหนดความจุอินพุตของตัวแบ่ง การเชื่อมต่อแบบอนุกรมค1 และ ค2:

(5.4)

ค่าโดยประมาณใช้ได้สำหรับ KD»1 และ C1«C2 ที่ KD =10 ความจุอินพุตของตัวแบ่งจะน้อยกว่าความจุอินพุตของออสซิลโลสโคปเกือบ 10 เท่า ควรจำไว้ว่า C2 ไม่เพียงแต่รวมถึงความจุอินพุตที่แท้จริงของออสซิลโลสโคปเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความจุของ C1 ที่เพิ่มขึ้นตามจำนวนความจุการติดตั้งด้วย ดังนั้นในความเป็นจริง การลดลงของความจุอินพุตของตัวแบ่งเมื่อเปรียบเทียบกับความจุอินพุตของออสซิลโลสโคปจะไม่สังเกตเห็นได้ชัดเจนนัก อย่างไรก็ตาม นี่คือสิ่งที่อธิบายได้อย่างชัดเจนว่าการบิดเบือนของพัลส์ด้านหน้าลดลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อทำงานกับตัวแบ่ง

การเพิ่มส่วนประกอบที่ใช้งานของความต้านทานอินพุตของตัวแบ่งนั้นไม่ได้มีประโยชน์เสมอไปเนื่องจากยังนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงโหลดบนอุปกรณ์ที่ทดสอบและได้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกันในกรณีที่ไม่มีตัวแบ่งและเมื่อใช้งาน ดังนั้นตัวแบ่งจึงมักได้รับการออกแบบเพื่อให้ความต้านทานอินพุตของออสซิลโลสโคปยังคงไม่เปลี่ยนแปลงทั้งเมื่อทำงานโดยไม่มีตัวแบ่งและเมื่อทำงานกับมัน ในกรณีนี้ ตัวแบ่งจะไม่เพิ่มความต้านทานอินพุตของออสซิลโลสโคป แต่ยังคงลดความจุอินพุตลง

การเพิ่มระดับของสัญญาณที่ศึกษา

แรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่อินพุตของออสซิลโลสโคปถูกกำหนดโดยผลคูณของจำนวนการแบ่งของตารางสเกลโดยค่าสัมประสิทธิ์ส่วนเบี่ยงเบนแนวตั้ง ตัวอย่างเช่น หากจำนวนการแบ่งตะแกรงคือ 10 และแฟคเตอร์ส่วนเบี่ยงเบนคือ 5 V/div ดังนั้นค่าสวิงของแรงดันไฟฟ้ารวมที่อินพุตคือ 50 V ซึ่งมักจะไม่เพียงพอที่จะศึกษาสัญญาณของระดับที่สูงปานกลาง - มากกว่าสิบ ของโวลต์

ขาวัดส่วนใหญ่อนุญาตให้คุณเพิ่มแรงดันทดสอบสูงสุดที่กระแสตรงและความถี่ต่ำจากหลายสิบ V เป็น 500-600 V อย่างไรก็ตาม ความถี่สูงอา พลังงานปฏิกิริยา (และพลังงานที่ใช้งานซึ่งปล่อยออกมาเมื่อความต้านทานการสูญเสียของตัวเก็บประจุโพรบ) เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและจำเป็นต้องลดแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่อินพุตโพรบ - รูปที่ 5.4 หากคุณไม่คำนึงถึงเหตุการณ์นี้ คุณก็สามารถเผาตัวอย่างได้!

ข้าว. 5.4. ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่อินพุตของโพรบกับความถี่

แรงดันไฟฟ้าอินพุตสูงสุดของโพรบไม่ควรเกินที่ความถี่สัญญาณสูง นี่อาจทำให้โพรบร้อนเกินไปและล้มเหลว

โพรบแบบพาสซีฟชนิดหนึ่งคือโพรบไฟฟ้าแรงสูง โดยทั่วไปจะมีอัตราส่วนการแบ่ง 1/100 หรือ 1/1000 และความต้านทานอินพุต 10 หรือ 100 MΩ ตัวต้านทานตัวแบ่งโพรบกำลังต่ำมักจะทนต่อแรงดันไฟฟ้าได้สูงถึง 500-600 V โดยไม่มีการแยกส่วน ดังนั้น ในโพรบไฟฟ้าแรงสูง ตัวต้านทาน R1 (และตัวเก็บประจุ C1) ต้องทำโดยใช้ส่วนประกอบที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม ซึ่งจะเป็นการเพิ่มขนาดของหัววัดของโพรบ

มุมมองของโพรบไฟฟ้าแรงสูง Tektronix P6015A แสดงไว้ในรูปที่ 1 5.5. โพรบมีตัวฉนวนอย่างดีพร้อมวงแหวนที่ยื่นออกมาเพื่อป้องกันไม่ให้นิ้วมือหลุดเข้าไปในวงจรที่มีการบันทึกรูปคลื่นของแรงดันไฟฟ้า สามารถใช้โพรบได้ที่แรงดันไฟฟ้าสูงถึง 20 kV ที่กระแสตรง และสูงถึง 40 kV ที่พัลส์รอบการทำงานสูง ช่วงความถี่ของออสซิลโลสโคปที่มีโพรบดังกล่าวจำกัดอยู่ที่ 75 MHz ซึ่งเพียงพอสำหรับการวัดในวงจรไฟฟ้าแรงสูง

ข้าว. 5.5. รูปร่าง Tektronix P6015A โพรบไฟฟ้าแรงสูง

เมื่อทำงานกับโพรบไฟฟ้าแรงสูง ต้องใช้ความระมัดระวังสูงสุดที่เป็นไปได้ ขั้นแรกให้เชื่อมต่อสายกราวด์ จากนั้นจึงต่อเข็มโพรบไปยังจุดที่คุณต้องการรับรูปคลื่นแรงดันไฟฟ้า ขอแนะนำให้ยึดโพรบให้แน่น และโดยทั่วไปให้เอามือออกจากโพรบเมื่อทำการวัด

มีโพรบแรงดันสูงสำหรับออสซิลโลสโคปทั้งแบบดิจิตอลและอนาล็อก ตัวอย่างเช่น โพรบ HV-P30 มีให้ใช้งานสำหรับออสซิลโลสโคปแบบอะนาล็อกย่านความถี่กว้าง ACK7000/8000 ซีรีส์เฉพาะที่มีแบนด์วิดท์สูงถึง 50 MHz, อัตราการแยก 1/100, แรงดันไฟฟ้าคลื่นไซน์สูงสุดถึงจุดสูงสุด 30 kV และสูงถึง 40 kV แรงดันพัลส์สูงสุด ความต้านทานอินพุตของโพรบ 100 MΩ, ความจุอินพุต 7 pF, ความยาวสายเคเบิล 4 ม., ขั้วต่อเอาต์พุต BNC สามารถใช้โพรบ HV-P60 1/2000 อีกตัวที่แรงดันไฟฟ้าสูงสุดถึง 60 kV สำหรับคลื่นไซน์ และสูงถึง 80 kV สำหรับสัญญาณพัลส์ ความต้านทานอินพุตของโพรบคือ 1,000 MΩ ความจุอินพุตคือ 5 pF ความจริงจังของผลิตภัณฑ์เหล่านี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนด้วยราคาที่สูง - ประมาณ 66,000 และ 124,000 รูเบิล (ตามรายการราคาของ บริษัท Elix)

โพรบพร้อมการแก้ไขการตอบสนองความถี่

โพรบแบบพาสซีฟมักใช้เพื่อแก้ไขการตอบสนองความถี่ของออสซิลโลสโคป บางครั้งนี่เป็นการแก้ไขที่ออกแบบมาเพื่อขยายย่านความถี่ แต่บ่อยครั้งที่ปัญหาผกผันได้รับการแก้ไข - ทำให้ย่านความถี่แคบลงเพื่อลดอิทธิพลของสัญญาณรบกวนเมื่อสังเกตสัญญาณระดับต่ำและกำจัดการพุ่งอย่างรวดเร็วที่ขอบของสัญญาณพัลซิ่ง
ขาวัดเหล่านี้ (P2200) มาพร้อมกับออสซิลโลสโคปเชิงพาณิชย์ซีรีส์ Tektronix TDS 1000B/2000B ลักษณะของพวกเขาแสดงไว้ในรูปที่. 5.6.

พารามิเตอร์หลักของโพรบแสดงไว้ในตาราง 5.1.

ตารางที่ 5.1. พารามิเตอร์พื้นฐานของโพรบแบบพาสซีฟ P2200

ข้าว. 5.6. โพรบแบบพาสซีฟ P2200 พร้อมตัวกรองความถี่ต่ำผ่านในตัวในตำแหน่งสวิตช์แบ่ง 1/10

จากโต๊ะ 5.1 แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าแนะนำให้ใช้โพรบที่มีอัตราส่วนการแบ่ง 1/1 เฉพาะเมื่อศึกษาอุปกรณ์ความถี่ต่ำ เมื่อย่านความถี่สูงถึง 6.5 MHz ก็เพียงพอแล้ว ในกรณีอื่นๆ ทั้งหมด ขอแนะนำให้ใช้โพรบที่อัตราส่วนการแบ่ง 1/10 ในกรณีนี้ ความจุอินพุตจะลดลงจาก 110 pF เป็นประมาณ 15 pF และย่านความถี่จะขยายจาก 6.5 MHz เป็น 200 MHz ออสซิลโลแกรมของคลื่นสี่เหลี่ยมที่มีความถี่ 10 MHz ดังแสดงในรูปที่ 1 5.7 แสดงให้เห็นระดับความบิดเบี้ยวของออสซิลโลแกรมได้ดีที่อัตราส่วนการแบ่ง 1/10 และ 1/1 ในทั้งสองกรณี มีการใช้การเชื่อมต่อโพรบมาตรฐานกับปลายที่เชื่อมต่อกันและสายกราวด์ยาว (10 ซม.) พร้อมคลิปปากจระเข้ ได้รับคลื่นสี่เหลี่ยมที่มีเวลาเพิ่มขึ้น 5 ns จากเครื่องกำเนิด Tektronix AFG 3101

ข้าว. 5.7. รูปคลื่นของคลื่นสี่เหลี่ยม 10 MHz โดยใช้ออสซิลโลสโคป Tektronix TDS 2024B 200 MHz พร้อมโพรบ P2200 ที่อัตราส่วนการแบ่ง 1/10 (รูปคลื่นด้านบน) และ 1/1 (รูปคลื่นด้านล่าง)

สังเกตได้ง่ายว่าในทั้งสองกรณี ออสซิลโลแกรมของสัญญาณที่สังเกตได้ (และสำหรับเครื่องกำเนิด AFG 3101 ที่ความถี่ 10 MHz นั้นใกล้เคียงกับอุดมคติและมีจุดสูงสุดที่ราบรื่นโดยไม่มีสัญญาณ "เสียงกริ่ง") บิดเบี้ยวอย่างมาก อย่างไรก็ตาม ธรรมชาติของการบิดเบือนจะแตกต่างออกไป ด้วยตำแหน่งตัวแบ่งที่ 1/10 รูปร่างสัญญาณจะอยู่ใกล้กับทางคดเคี้ยวและมีส่วนหน้าที่มีระยะเวลาสั้น แต่จะบิดเบี้ยวเนื่องจากการสั่นแบบหน่วงที่เกิดขึ้นเนื่องจากการเหนี่ยวนำของสายกราวด์ยาว - รูปที่. 8. และในตำแหน่งตัวแบ่ง 1/1 การแกว่งแบบหน่วงหายไป แต่การเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญของค่าคงที่เวลาของระบบโพรบ-ออสซิลโลสโคปนั้นเห็นได้ชัดเจนชัดเจน เป็นผลให้แทนที่จะคดเคี้ยว กลับสังเกตพัลส์ฟันเลื่อยที่มีการเพิ่มขึ้นและลดลงแบบเอ็กซ์โปเนนเชียล

ข้าว. 5.8. แผนการเชื่อมต่อโพรบกับโหลด RL

ต้องใช้โพรบที่มีการแก้ไขในตัวอย่างเคร่งครัดตามจุดประสงค์ โดยคำนึงถึงความแตกต่างอย่างมากในลักษณะความถี่ที่ตำแหน่งต่าง ๆ ของตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า

การบัญชีสำหรับพารามิเตอร์ของโพรบ

เรานำเสนอข้อมูลทั่วไปของวงจรในรูป 5.8: ความต้านทานภายในของแหล่งสัญญาณ Ri=50 โอห์ม, ความต้านทานโหลด RL>>Ri, ความต้านทานอินพุตของโพรบ RP=10 MOhm, ความจุอินพุตของโพรบ CP=15 pF เมื่อพิจารณาองค์ประกอบของวงจรดังกล่าวแล้ว มันจะเสื่อมลงเป็นลำดับ วงจรการสั่นประกอบด้วยความต้านทาน RµRi ความเหนี่ยวนำของสายกราวด์ LµLG (ประมาณ 100-120 nH) และความจุ CµCP

หากแรงดันไฟฟ้าตกในอุดมคติ E ถูกนำไปใช้กับอินพุตของวงจรดังกล่าว การพึ่งพาเวลาของแรงดันไฟฟ้าที่ C (และอินพุตออสซิลโลสโคป) จะมีลักษณะดังนี้:

(5.5)

การคำนวณแสดงให้เห็นว่าการพึ่งพาอาศัยกันนี้อาจมีการเกินขอบเขตอย่างมีนัยสำคัญที่ L ขนาดใหญ่และ R เล็ก ซึ่งสังเกตได้ในออสซิลโลแกรมส่วนบนในรูปที่ 5.7. ที่ α/δ=1 การเพิ่มขึ้นนี้จะไม่เกิน 4% ของแอมพลิจูดของความแตกต่าง ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้ที่น่าพอใจอย่างยิ่ง เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ต้องเลือกค่า L=LG เท่ากับ:

ตัวอย่างเช่น ถ้า C=15 pF และ R=50 Ohm ดังนั้น L=19 nH ในการลดค่า L ให้เป็นค่าดังกล่าว (จากลำดับทั่วไปที่ 100-120 nH สำหรับสายกราวด์ยาว 10 ซม.) จำเป็นต้องตัดสายกราวด์ (อาจเป็นสัญญาณ) ให้สั้นลงให้มีความยาวน้อยกว่า 2 ซม ให้ถอดหัวฉีดออกจากหัวโพรบแล้วละทิ้งการใช้สายกราวด์มาตรฐาน จุดเริ่มต้นของโพรบในกรณีนี้จะแสดงด้วยเข็มสัมผัสและแถบกราวด์ทรงกระบอก (รูปที่ 5.9) ที่มีความเหนี่ยวนำต่ำ

ข้าว. 5.9. หัวโพรบที่ถอดปลายออก (ซ้าย) และอะแดปเตอร์เข้ากับขั้วต่อโคแอกเซียล (ขวา)

ประสิทธิผลของมาตรการที่ใช้ในการต่อสู้กับเสียงเรียกเข้าแสดงไว้ในรูปที่ 1 5.10. โดยจะแสดงรูปคลื่นของคลื่นสี่เหลี่ยม 10 MHz เมื่อโพรบเปิดตามปกติ และเมื่อโพรบเปิดโดยถอดปลายออกและไม่มีสายกราวด์ยาว เราสามารถมองเห็นการกำจัดการทำให้หมาด ๆ ที่เห็นได้ชัดได้เกือบทั้งหมดอย่างชัดเจน กระบวนการสั่นบนออสซิลโลแกรมด้านล่าง การผันผวนเล็กน้อยที่ด้านบนเกี่ยวข้องกับกระบวนการคลื่นในสายโคแอกเซียลที่เชื่อมต่อ ซึ่งในโพรบดังกล่าวทำงานโดยไม่มีการจับคู่ที่เอาต์พุต ซึ่งทำให้เกิดการสะท้อนของสัญญาณ

ข้าว. 5.10. ออสซิลโลแกรมของคลื่นสี่เหลี่ยม 10 MHz เมื่อโพรบเปิดตามปกติ (รูปคลื่นด้านบน) และเปิดโดยถอดหัวฉีดออกและไม่มีสายกราวด์ยาว (รูปคลื่นล่าง)

เพื่อให้ได้ออสซิลโลแกรมที่มีเวลาขึ้นและเสียงกริ่งสั้นมาก ควรใช้มาตรการเพื่อลดความเหนี่ยวนำของวงจรที่วัดได้: ถอดปลายของโพรบออกและเชื่อมต่อโพรบโดยใช้เข็มและกราวด์กราวด์ทรงกระบอก ควรใช้มาตรการที่เป็นไปได้ทั้งหมดเพื่อลดความเหนี่ยวนำของวงจรที่สังเกตสัญญาณ
พารามิเตอร์ที่สำคัญของระบบโพรบ-ออสซิลโลสโคปคือเวลาที่เพิ่มขึ้นของระบบ (ที่ระดับ 0.1 และ 0.9) และแบนด์วิธหรือความถี่สูงสุด (ที่ระดับการม้วนออกของความไว 3 dB) หากเราใช้ค่าที่ทราบของความถี่เรโซแนนซ์ของวงจร

, (5.7)
จากนั้นเราสามารถแสดงค่าของ R ผ่านความถี่เรโซแนนซ์ของวงจร ซึ่งกำหนดความถี่จำกัดของเส้นทางของระบบโก่งตัว:

. (5.8)
เป็นเรื่องง่ายที่จะพิสูจน์ว่าเวลาที่แรงดันไฟฟ้า u(t) ถึงค่า E ของแอมพลิจูดที่ลดลงจะเท่ากับ:

. (5.10)

โดยทั่วไปค่านี้จะถือเป็นเวลาการตกตะกอนของโพรบที่มีการตอบสนองชั่วคราวที่เหมาะสมที่สุด เวลาที่เพิ่มขึ้นทั้งหมดของออสซิลโลสโคปที่มีโพรบสามารถประมาณได้ดังนี้:

, (5.11)
โดยที่ tosc คือเวลาที่เพิ่มขึ้นของออสซิลโลสโคป (เมื่อสัญญาณถูกนำไปใช้กับอินพุตของช่องที่เกี่ยวข้องโดยตรง) ความถี่ขีดจำกัดบน fmax (ซึ่งเป็นย่านความถี่ด้วย) ถูกกำหนดเป็น

. (5.12).
ตัวอย่างเช่น ออสซิลโลสโคปที่มี t0=1 ns มี fmax=350 MHz บางครั้งตัวคูณ 0.35 จะเพิ่มขึ้นเป็น 0.4-0.45 เนื่องจากการตอบสนองความถี่ของออสซิลโลสโคปสมัยใหม่หลายตัวที่มี fmax>1 GHz นั้นแตกต่างจากแบบเกาส์เซียนซึ่งมีลักษณะของตัวคูณ 0.35

อย่าลืมพารามิเตอร์ที่สำคัญอีกประการหนึ่งของโพรบ - เวลาหน่วงของสัญญาณ tз ประการแรก เวลานี้ถูกกำหนดโดยเวลาหน่วงเชิงเส้น (ต่อความยาวสายเคเบิล 1 ม.) และความยาวของสายเคเบิล โดยปกติจะมีตั้งแต่หน่วยถึงสิบ ns เพื่อป้องกันไม่ให้ความล่าช้าส่งผลต่อตำแหน่งสัมพัทธ์ของออสซิลโลแกรมบนหน้าจอของออสซิลโลสโคปแบบหลายช่องสัญญาณ คุณต้องใช้โพรบประเภทเดียวกันพร้อมสายเคเบิลที่มีความยาวเท่ากันในทุกช่องสัญญาณ

การเชื่อมต่อโพรบกับแหล่งสัญญาณ

การเชื่อมต่อโพรบเข้ากับจุดที่ต้องการของอุปกรณ์ที่กำลังศึกษาสามารถทำได้โดยใช้ปลาย หัวฉีด ตะขอ และ "จระเข้ขนาดเล็ก" ต่างๆ ซึ่งมักจะรวมอยู่ในชุดอุปกรณ์เสริมโพรบ อย่างไรก็ตาม การวัดที่แม่นยำที่สุดมักเกิดขึ้นเมื่อเชื่อมต่อโดยใช้เข็มโพรบหลัก - ดูรูปที่ 5.11 หรือสองเข็ม เมื่อพัฒนาอุปกรณ์ความถี่สูงและพัลส์บนแผงวงจรพิมพ์ จะมีการจัดเตรียมแผ่นสัมผัสพิเศษหรือรูที่เป็นโลหะไว้เพื่อจุดประสงค์นี้

ข้าว. 5.11. การเชื่อมต่อโพรบเข้ากับแผ่นอิเล็กโทรด แผงวงจรพิมพ์อุปกรณ์ที่อยู่ระหว่างการศึกษา

เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในยุคของเราในการเชื่อมต่อโพรบกับแผ่นสัมผัสของแผงวงจรพิมพ์ขนาดเล็กไฮบริดและเสาหิน วงจรรวม }