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Solución:
Por lo general, esta no es una gran idea. Es mucho mejor crear puntos de agarre para sondas de alcance regulares (asegurándose de proporcionar puntos de agarre cercanos para el clip de tierra, por supuesto).
Hay una serie de problemas, la mayoría de los cuales realmente ha considerado; es solo que una conexión coaxial directa no es la forma de resolverlos.
Las señales pueden estar en el rango de MHz (10-30MHz por ejemplo).
Estaba pensando en un cable coaxial estándar de 50 ohmios, ¿hay algo mejor?
Este es tu primer problema. Las señales de 30 MHz sufrirán una degradación visible si alimentan longitudes de cable coaxial, a menos que el cable coaxial esté terminado. Sus señales se propagarán al osciloscopio, se reflejarán, luego se reflejarán nuevamente y distorsionarán la señal del osciloscopio, etc. teoría.
¿Debería terminarlo?
Oh, absolutamente. Si lo hace, obtendrá excelentes señales en el osciloscopio. Ummm. Bueno, está la pequeña cuestión de conducir el cable, por supuesto. Para un cable de 50 ohmios, debe proporcionar una fuente que pueda conducir con éxito 50 ohmios. Esto descarta todos los amplificadores operacionales “normales” y todos los circuitos lógicos “normales”. Implica una serie de amplificadores de alta velocidad y alta potencia en su placa que solo se utilizan cuando conecta su visor a la placa, y para la mayoría de los circuitos representará un aumento considerable en la disipación de energía, por lo que necesitará fuentes de alimentación más grandes. . Pero adelante, por supuesto.
Para el sondeo 1:10, creo que un simple divisor de voltaje es suficiente. Es eso
true?
Ay, no. Mientras es true que podría proporcionar algo como un divisor de 550/55 para producir una fuente nominal de 50 ohmios, cuando se conecta a una carga de 50 ohmios obtendría aproximadamente una división por 20. Su circuito verá una carga de aproximadamente 600 ohmios, que es mejor que 50 ohmios, pero todavía está fuera del rango con el que la mayoría de los circuitos están felices de tratar.
¿Qué hay de la compensación de capacitancia? ¿Cómo reducir en general la capacitancia de la sonda?
Es true que esto funciona para dividir por 10 sondas, pero solo con cable coaxial con pérdida. Es posible que tenga la tentación de probar un cable coaxial sin terminación, pero tendrá una capacitancia considerable (por lo general, 25 pf / pie para RG58, por ejemplo) de carga del circuito.
La única manera “buena” de hacer lo que desea es, como he mencionado, instalar un amplificador de controlador de 50 ohmios en cada punto que desee monitorear, luego terminar el cable en el osciloscopio con 50 ohmios. Y probablemente eso no sea muy bueno.
Hay dos tipos básicos de sondas pasivas, sondas de baja impedancia y sondas de alta impedancia.
Las sondas de baja impedancia se utilizan con la entrada del osciloscopio configurada en modo de 50 ohmios y una línea coaxial de 50 ohmios al osciloscopio. Luego tiene una resistencia en serie en la punta para dar su factor de escala (es decir, 450 ohmios para una sonda x10). La ventaja de esta configuración es que es simple y funciona bien en altas frecuencias. Tiene estas características agradables porque trata el cable como una línea de transmisión adecuada que se alimenta de una carga combinada. La desventaja es que a baja frecuencia carga el dispositivo bajo prueba más que una sonda de alta impedancia. Además, algunos osciloscopios económicos no tienen una opción de entrada de 50 ohmios, puede utilizar un conector en T externo y un terminador, pero su rendimiento no es tan bueno.
Si sus señales son grandes, es posible que desee considerar hacer una sonda 100x de esta manera. Menos carga en el circuito pero, obviamente, peor snr.
Para sondas de alta impedancia, tiene el alcance en una impedancia de entrada de 1 megaohmio. Entonces, su resistencia en serie se convierte en 9 megaohmios para una sonda x10. Sin embargo, el solo hecho de tener una resistencia dará como resultado una sonda con un comportamiento deficiente. Para obtener una sonda de buen comportamiento, debe agregar un capacitor a través de su resistencia que sea 9 veces más pequeño que la capacitancia combinada de la entrada de su osciloscopio y su cable coaxial (ahora estamos tratando el cable como un capacitor en lugar de tratarlo como una transmisión línea, esto funciona bien siempre que nuestro cable sea mucho más corto que la longitud de onda). A menudo se utiliza un condensador variable ya que es difícil predecir la capacitancia parásita. A medida que aumenta la frecuencia, hacer buenas sondas de alta impedancia se vuelve más difícil, lo que requiere trucos adicionales, como los cables especiales con pérdida mencionados en otras respuestas.
Una sonda de alcance pasiva típica se parece un poco a esto (primer resultado de búsqueda de imágenes de Google):
y cada parte está bien diseñada, a menudo con décadas de experiencia en mente. Ciertamente, puede hacer sus propios sondeos, y depende de cuál sea su objetivo real. ¿Ves solo algo? Ciertamente posible, fácil y barato. Busque sondas Z0, por ejemplo. ¿Tiene una idea de cómo se ve la forma de onda real? Esto ahora se vuelve mucho más difícil. El ancho de banda típico de las sondas intercambiables en la posición 1X es de 5-8MHz e incluso la mejor ingeniería no puede conseguirlo mucho más alto, así que ¿podrá hacerlo con la configuración de su hogar? Improbable.
Aquí hay solo dos ejemplos de cosas que se hacen en sondas modernas de alto rendimiento que son bastante difíciles de replicar en casa, a menos que compre las piezas:
- el cable de la sonda no es estrictamente coaxial, su conductor interno está arrugado y tiene pérdidas con una resistencia de 100-200Ω por metro.
- El material plástico entre la punta y el anillo de tierra no solo se fabrica con precisión a la medida, sino que es un material con una constante dieléctrica bien controlada para mantener baja la capacitancia.
Déjame mostrarte un poco de búsqueda de imágenes de Google aquí nuevamente:
Esta es la impedancia en ohmios frente a la frecuencia de la señal para tres capacitancias de punta de sonda diferentes. Como puede ver, incluso para los 5pf ya muy bajos, todavía tiene cientos de ohmios de impedancia en lugar de los megaohmios deseados (hay sondas con <1pf en el mercado, y su precio es de muchos miles, y eso tiene una razón) . Esta respuesta debe aplanarse para ver las formas de onda adecuadas.
Para obtener más información sobre las sondas de alcance en forma de video, recomiendo:
- Dave Jones (EEVblog) en 1x sondas
- Bob Pease y sus amigos sobre las sondas de alcance
También una buena lectura son estos
- Doug Ford mundo secreto de sondas
- Fundamentos de la sonda de alcance de Tektronix
- Puntas de palpado del osciloscopio Agilent (especialmente 2 y 8)
tl; dr
¿Puedes? Ciertamente, con suficiente conocimiento puedes, pero francamente, si tuvieras eso, no estarías preguntando aquí, ¿verdad?
¿Deberías? Lo más probable es que no, a menos que la única pregunta que desee responder sea “¿Hay algo?”, En cuyo caso una sonda Z0 de elaboración casera probablemente se encuentre entre las mejores. Si desea cierta precisión de las formas de onda, debe caracterizar adecuadamente la respuesta de frecuencia de las sondas y aplanarla para que no haya distorsión mínima o nula en su forma de onda.
Si, por otro lado, esto es para jugar y aprender cómo funcionan las sondas de alcance, entonces esta es una muy buena idea.
Si lo que más le preocupa es la accesibilidad y la capacidad de conexión de los puntos de prueba con rutas de baja inductancia, mire el video de Bob Pease alrededor de las 8:00 pulg.
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