Що мені потрібно знати про осцилоскопні зонди?

Я наткнувся на осцилоскоп Hitachi V-355 і знайомий, який готовий дати мені угоду, якщо я цього хочу. На жаль, немає зондів, які приходять разом із цим. Я шукав зонди, тільки щоб дізнатися, що вони STUPID дорогі (або це, або я STUPID дешевий), і я не можу знайти жодної позики.

Тож ось моя думка: у мене є тонна пробних зондів, скажімо, з мого мультиметра. У мене є стабільний патч-кабель у всіх можливих бананових вилках / алігаторних затискачах / можливих конфігураціях затискача. У мене в комплекті з ремонту відеокабелів є цілий безлад BNC-роз'ємів та адаптерів.

Тож ось моє запитання: чи можу я просто припаяти кабель затискача алігатора до роз'єму BNC і мати зонд осцилографа? Або все-таки відбувається щось особливе в тих зондах, що робить їх вартістю 50,00 доларів?

Якщо остання, і я закінчую кусати кулю і отримую справжні, чесні та справжні осцилоскопні зонди, то які речі я повинен знати, коли купую?

Зонди осцилоскопа - це не просто шматки дроту з прикріпленим до них наконечником. Типовий зонд, крім точкової палички та алігаторного затискача, матиме схему загасання вхідного сигналу та схему відповідності імпедансу всередині.

В основному фронтальний наконечник осцилографа має власну внутрішню ємність та власний внутрішній опір. Для запобігання спотворення сигналу ємність зонда повинна відповідати ємності області. Якщо це не добре підійде, ви отримаєте завищення або підкреслення. Більшість областей мають на передній панелі роз'єм компенсації зонда, який забезпечує тестовий сигнал, який може бути використаний для налаштування ємності зонда. Ось зображення ефекту:

Опір зонда забезпечує ослаблення входу і працює разом із вхідним опором осцилографа. Звичайні зонди 1x / 10x матимуть перемикач, який вставляє, як правило, резистор послідовно із сигналом. У області застосування зазвичай є резистор для вхідного ослаблення. У режимі 1x у вас є лише цей резистор, тоді як у режимі 10x обидва резистори забезпечують ослаблення .1 M Ω 10 M $9 \mbox{ } M \Omega$$1 \mbox{ } M \Omega$$10 \mbox{ } M \Omega$

Паралельно з вхідним опором зонда у вас є конденсатор компенсації. Купуючи зонд, слід звернути увагу, що значення конденсатора може відповідати значенню вхідної ємності області.

Ще одна важлива частина зонда - ємність наконечника. Він моделюється як конденсатор паралельно сигналу. Його мета - уповільнити час наростання сигналу, що надходить на зонд, що в цілому вважається негативним ефектом. Ємність наконечника, ймовірно, не буде мати надто велике значення для такої сфери, як ця, яку ви розглядаєте, але для більш високих частот це може спричинити проблеми, коли потрібно точне вимірювання часу підйому.

Деякі зонди також мають високу частоту компенсації. Ви, мабуть, не хочете платити за такий зонд, але я лише згадаю його про повноту. Частина компенсації високої частоти зазвичай знаходиться в роз'ємі кабелю BNC зонда і складається з послідовного з'єднання резистора і змінного конденсатора, розміщених паралельно шляху сигналу. Він використовується для усунення проблем із збільшенням імпедансу з частотою через індуктивність кабелю. В основному імпеданс зменшиться більш-менш лінійно з частотою, поки ми не досягнемо резонансної частоти зонда. Після цього вона збільшиться. Система компенсації використовується для переміщення резонансної точки частоти від діапазону частот, який ми зацікавлені у використанні області.

Нарешті, доступна безкоштовна книга від Tektronix (якщо ви хочете вказати їм свою електронну адресу), яка пояснює, як зонди працюють дуже докладно. Він називається ABC зондів і наразі доступний звідси .

Що занадто дорого?

Я мав чудовий досвід роботи з ультрадешевими осцилоскопними зондами для деалекстрема 12 доларів:

Вони, схоже, майже ідентичні зондам, які поставляються з областями Owon Digital, і за 12 доларів вони практично одноразові. Я спочатку купив пару з цікавості, і вони були досить приємні, що я купив дві додаткові пари. Коаксіант дуже приємний, м'який і гнучкий, і вони хороші щонайменше до 10 МГц (на даний момент у мене немає швидшого генератора сигналу), з мого тестування.

Dealextreme також має безліч інших зондів застосування, різного рівня швидкості тощо ...

На цій сторінці є деяка інформація про те, що входить в настройку зондів осцилографа і надається спрощена модель зонда. Навіть із пасивними датчиками верхнього кінця їх потрібно відкалібрувати, щоб відповідати аналоговим переднім кінцям заданої області. В іншому випадку ви отримаєте дивні видимі ефекти ослаблення / перекриття.

Як зауважте, довгі незахищені виводи будуть виконувати роль антени і сприймають шум EMI з навколишнього середовища. Ви хочете, щоб ваші потенційні місця були короткими, щоб забезпечити найкращу високочастотну характеристику.

Ви також можете отримати зонди 35 МГц за менше 50 доларів. Ці 60 МГц зонди TPI становлять ~ 35 доларів.

Ви також можете спробувати свою удачу на Ebay , хоча я настійно застерігаю проти чогось, що виглядає занадто добре, щоб бути правдою.

Використовуйте їх лише для сигналів, ніколи як проводів живлення. Центральний провід дуже тонкий, щоб зберегти низьку ємність (*), і занадто великий струм може їх спалити.

(*) Ємність коаксіального кабелю визначається співвідношенням внутрішнього / зовнішнього діаметра.

Ви можете припаяти алігаторні затискачі до роз'ємів BNC та отримати "зонд", який працює на низьких частотах. Однак це не буде добре працювати на високих частотах. Якщо ви хочете зрозуміти, чому я пропоную вам прочитати, як струм знає, скільки потрібно протікати, перш ніж побачити резистор?

Зонди, які працюватимуть досить добре для хобі до 35 МГц (мабуть, обмеження цієї сфери дії) можуть бути набагато менше 50 доларів. Спробуйте MPJA . Я володів парою їх 40 МГц-зондів протягом багатьох років, і вони працюють принаймні так само добре, як і моя дешева 30 МГц.

Тут здається, що тут дуже багато відлякує інформації. Я б сказав - якщо ти наважишся, просто будуй це. це чудовий спосіб дізнатися, як все працює, і чудовий метод пошуку правильного балансу між "дешевим" і "корисним".

Що б там не було сказано, БУК-роз'єм з двома футами коаксіального типу та деякими роз'ємами БУДЕ працювати. Це може бути не ідеально на високих частотах, воно може зволожувати краї швидко мінливих сигналів, завантаження якихось сверхвысоких імпедансових / низьких сигнальних ланцюгів може бути далеко не оптимальним - але це буде працювати. Якщо в кінцевому підсумку ви виявите, що такий предмет домашнього обладнання обмежує все, що ви робите, - або купуйте його з полиці, або робіть кращий самостійно.

Ви нічого не збираєтесь вбивати, можливо, ви просто отримаєте не більш досконалі вимірювання.

У мене в лабораторії є щонайменше чотири заводські зонди, але як тільки я закінчив їх, якщо потрібно, щоб підключити також джерело спрацьовування та генератор сигналів. Дуже погано. Отже, я взяв стару базу антени УВЧ і розрізав BNC разом з декількома футами кабелю. Спочатку я використовував це тільки для генераторного виходу, і на 20 МГц це було добре. Пізніше, однак, я використав це як зонд для введення області, і він дуже добре спрацював, незважаючи на загальний кабель RG58, який використовується для нього - квадратний хвильовий сигнал мав піднімаючі / падаючі краї трохи більше «закругленими», ніж я б очікував, але нічого трагічного.

Ось приємний PDF від Agilent приємний PDF-файл від Keysight з інформацією про зонди.

Або все-таки відбувається щось особливе в тих зондах, що робить їх вартістю 50,00 доларів?

Звичайно, подивіться на цей зонд ZS2500 від LeCroy за ціною 7 160,40 долара. Ви сплачуєте всю цю величину, щоб мати змогу з точністю бачити високошвидкісні сигнали і не змінювати занадто багато характеристик вимірюваної ланцюга.

Вам не потрібно нічого фантазії, працюючи на низьких частотах і низькій напрузі. Я почав використовувати простий дріт із позбавленими кінцями і підключати їх до центрального осьового входу, а також один алігаторний провід як землю на зовнішній осьовій. Чудово працює при аналізі логічних ASM. Я роблю те ж саме з мультиметровою станцією, просто переконайтеся, що ви не вимірюєте нічого високовольтного та / або високого струму, або ви спалите більше, ніж просто кінчики пальців і провід.

Якщо ви є повноцінним новичком, не ризикуйте, переконайтесь, що ви вивчите основи та небезпеку під наглядом, перш ніж ви почнете рубати свої власні низькобюджетні рішення.