Solución:
Muchas cosas son como son debido a la historia, y de facto Estandarización.
Una entrada de osciloscopio de propósito general es un compromiso difícil entre no cargar el circuito, no ser dañado por el alto voltaje, tener un ruido razonablemente bajo y ser capaz de mantener un ancho de banda decente.
1Mohm en paralelo con 15pF a 30pF satisface a mucha gente para muchas aplicaciones. Hay pocos incentivos para que los fabricantes construyan un osciloscopio de uso general con una entrada diferente, para abordar pequeñas partes del mercado.
Cuando necesite un mejor ruido, una entrada diferencial o una impedancia de entrada más alta, utilice un preamplificador personalizado. Cuando necesite un ancho de banda más amplio, cambie a una impedancia de entrada de 50 ohmios.
Hay osciloscopios de propósito especial fabricados a precios elevados que se adaptan a aplicaciones específicas.
Diría una combinación de algunos factores.
- Las etapas de entrada de un osciloscopio son un compromiso difícil. Deben tener una amplia gama de ganancias / atenuaciones, deben ser tolerantes a los errores del usuario y deben pasar grandes anchos de banda. Agregar un requisito para una resistencia de CC muy alta solo complicaría aún más las cosas. En particular, los atenuadores necesarios para manejar el extremo superior del rango de nivel de entrada de los osciloscopios se volverían mucho más complejos / sensibles si necesitaran tener una resistencia de CC muy alta.
- Es un estándar de facto, cambiar a otra cosa conduciría a incompatibilidades con las sondas existentes, etc.
- De todos modos, no habría mucho beneficio.
Para explicar con más detalle el punto 3, a frecuencias moderadas (desde unos pocos kilohercios hacia arriba) la resistencia de CC de 1 megaohmio de la entrada del osciloscopio no es el factor dominante en la impedancia de entrada general. El factor dominante es la capacitancia, siendo el cable el que probablemente aporta la mayor contribución.
(de hecho, en las frecuencias de UHF / microondas, es común reducir la impedancia de entrada del osciloscopio a 50 ohmios, por lo que la inductancia en el cable puede equilibrar la capacitancia y el cable se convierte en una línea de transmisión adaptada correctamente)
Lo que esto significa es que si las impedancias de entrada altas son deseables, entonces es mucho mejor lidiar con eso en el punto de sondeo que en el alcance. El compromiso típico de costo / flexibilidad / impedancia de entrada para uso general es una sonda pasiva x10.
Si necesita una resistencia de CC realmente alta, la solución es agregar un amplificador basado en FET delante del osciloscopio, preferiblemente lo más cerca posible del punto de medición.
En realidad, es ridículamente alto para una entrada de banda ancha.
No existe un conector o cable práctico que realmente tenga una impedancia (desde una vista de línea de transmisión. Resistencia, pero para cables coaxiales, enchapadores de oro y plomeros de guías de ondas. Tipos de RF) de 1 megaohmio, lo que deja la entrada completamente desajustada, incluso peor, un condensador de 15-45pf a través de una entrada de 1 megaohmio (impedancia de línea de transmisión) lo haría desajustar hasta el olvido.
La razón por la que es de 1 megaohmio es para admitir sondas estándar 10: 1, que de hecho es necesario para no sobrecargar el tipo de circuito que transporta señales de frecuencia de audio a alta impedancia y con alta compensación de CC (piense en circuitos de tubo de vacío de audio, los diseños de sonda son de solo esa era).
Sin embargo, una vez que esté tratando con RF o circuitos digitales rápidos, la capacitancia paralela de la entrada del osciloscopio (que no puede hacer demasiado pequeña, nuevamente debido a sondas, cables, conectores) dominará … y traerá la resistencia de entrada real de esa entrada hasta 5 a 10 kiloohmios una vez que alcance un megahercio, 500 a 1000 ohmios una vez que alcance los 10 megahercios. Alcance VHF (pista: los circuitos ACMOS o F-TTL son cosas de VHF incluso si no lo sincroniza en VHF) y estaría mejor con una entrada de 50 ohmios combinada, ya que podría conectar un (dentro de lo razonable) largo de 50 ohmios cable y todavía tiene una entrada de 50 ohmios en el extremo del circuito, en lugar de una carga capacitiva aún mayor.
Con el tipo convencional de sonda y entrada, sobrecargará los circuitos de RF fácilmente. Los osciloscopios optimizados para RF tienden a tener entradas que se pueden cambiar a una impedancia de entrada de 50 ohmios (cualquier entrada de osciloscopio puede hacerlo, con un terminador paralelo / pasante), lo cual es, curiosamente, MEJOR adecuado, ya que ahora puede usar sondas (por ejemplo, sondas Z0 o sondas activas). Sondas FET) que Realmente se puede hacer que presente impedancias de entrada efectivas mucho más altas en el punto de la sonda. O simplemente proporcione una conexión confiable de 50 ohmios a su circuito con cualquier cable RG58 antiguo.