Jak zamocować sprężynę gruntową oscyloskopu?

14

Czasami musisz upewnić się, że przewód uziemienia sondy oscyloskopu nie powoduje błędów pomiaru, takich jak dzwonienie i przeregulowanie. W różnych postaciach widziałem (i z powodzeniem stosowałem) sprężynę uziemiającą do pomiaru obwodu. Bezwstydnie pożyczyłem obraz AndrejaKo, aby upewnić się, że wszyscy jesteśmy na tej samej stronie:

Sonda oscyloskopowa ze sprężynowym złączem uziemiającym

Ustaliłem, że ta długość przewodu jest niezbędna w niektórych moich konfiguracjach testowych, ale wymaga stałej uwagi, aby upewnić się, że nie mam zwarcia, utraty połączenia lub sondowania niewłaściwej rzeczy. Ogranicza to moją zdolność do wykonywania innych zadań w konfiguracji testowej i sprawia, że ​​jest to niepraktyczne dla innych konfiguracji, które nie pozwalają na taki dostęp w bezpieczny sposób (warunki niewidome lub niebezpieczne).

Jak podłączyć sondę pomiarową do badanego obwodu za pomocą przewodu uziemiającego 1/2 "(1 cm) lub w inny sposób uzyskać zestaw głośnomówiący o wysokiej przepustowości?

W5VO
źródło
1
Byłem znany z lutowania haków wykonanych z nóżek rezystorów lub w ekstremalnych przypadkach gniazd SMA, do prototypowania płytek drukowanych ...
Brian Drummond,
@BrianDrummond Ale to nie do końca pozostanie na miejscu, prawda? Co z częściami SMT? Luźny, odsłonięty drut prowadzi do ekscytujących fajerwerków.
W5VO
1
Jedno ostrzeżenie o używaniu gniazda SMA jako gniazda końcówki sondy pomiarowej: po kilku cyklach wkładania / wyjmowania bez mechanicznego odciążenia naprężenia, listwa kontaktowa SMA może się odkształcić, powodując kontakt przerywany.
MarkU

Odpowiedzi:

16

Rodzaj wskazanej końcówki nie jest przeznaczony do instalacji na stałe.

Jeśli potrzebujesz testowanego urządzenia o zasięgu z dobrą wydajnością wysokich częstotliwości, jedynym dobrym rozwiązaniem jest zaprojektowanie testowych połączeń z urządzeniem.

Lubię złącza MMCX , ponieważ są bardzo kompaktowe, a tanie pigtaile MMCX-> SMA (i konwersję do BNC) można tanio kupić .

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Musisz zaprojektować testy w swoim projekcie, ale i tak warto się przyzwyczaić. Staram się rozrzucać ślady MMCX wokół układów mojej planszy, więc mogę uzyskać łatwy dostęp sondy do dowolnych sieci, które mnie interesują. Dodatkowo, robią przyzwoite podkładki do sondowania sprężynowym zaciskiem, jeśli nie chcesz lutować złącza w dół.

Możesz również zrobić domowej roboty alternatywę , jeśli masz przestrzeń do gry i cierpliwość:

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Jak wskazuje W5VO w komentarzach, użycie takiej konfiguracji testowej dla szybkich połączeń może być nieco trudne. Trzeba zbudować adapter sondy 10: 1 z kondensatorem kompensacyjnym i zamontować go bezpośrednio na odpowiednim złączu MMCX lub odpowiednio upewnić się, że kabel łączący ma 50 Ω, a używany oscyloskop ma impedancję wejściową 50 Ω aby zapobiec odbiciom i zniekształceniom sygnału.

Jeśli jesteś zainteresowany szybkim sondowaniem logicznym, prostszym rozwiązaniem, niż radzenie sobie z koniecznością zakończenia biegu sygnału w twoim zasięgu, byłoby użycie domowej linii końcowej jak najbliżej złącza MMCX.

Zasadniczo możesz homebrew sondy 10: 1 lub 20: 1, po prostu wstawiając zakończenie szeregowe jak najbliżej złącza (złącza na końcu płytki drukowanej). Przy impedancji impasu impedancji 50 Ω rezystancja szeregowa 450 Ω powoduje tłumienie 10: 1, przy jednoczesnym zachowaniu odpowiedniej impedancji dopasowanej do oscyloskopu, a także znacznie mniejszym obciążeniu testowanego obwodu.

Rezystor 950Ω spowoduje tłumienie 20: 1.

Tu i tutaj istnieje kilka domowych sond wykorzystujących tę technikę .

W przypadku tego rodzaju konfiguracji wybrałbym złącze męskie i żeńskie do komputera i wlutowałem rezystor pomiędzy nimi, a gołym drutem połączyłem styki uziemienia. Powinien być dość kompaktowy i strukturalnie solidny.

Możesz nawet dodać kondensatory kompensacyjne, jeśli jesteś zainteresowany sygnałami o bardzo dużej prędkości. Jest dobrym źródłem informacji o tym tutaj .

Następnie wystarczy włożyć końcówkę szeregową między przewód pomiarowy a testowaną płytkę i ustawić właściwy zakres tłumienia.

Connor Wolf
źródło
1
Żeby uporządkować złącze RF przemyślane, używałbyś lunety jako wejścia 50 Ω i użyłeś techniki dzielnika rezystorowego, aby uzyskać amplitudę do akceptowalnego zakresu impedancji i napięcia?
W5VO
1
@ W5VO - Zależy to od tego, czy próbujesz uzyskać połączenia o niskim poziomie szumów czy kontrolowanej impedancji, ale w przypadku tych ostatnich tak.
Connor Wolf,
3
Moje obawy dotyczą szybko rosnących i opadających krawędzi, a moje napięcia są na tyle wysokie, że nie mogę bezpośrednio korzystać z trybu 50Ω. Wyobrażam sobie, że dostałbyś mnóstwo nieprzyjemnych efektów linii transmisyjnej, gdybyś po prostu użył koncentrycznego 50Ω bezpośrednio do wejścia 1MΩ lunety. Próbuję zminimalizować pętlę uziemienia dla szybkich sygnałów.
W5VO,
1
@ W5VO - To jest całkowicie poprawny punkt. Przyznaję, że przede wszystkim używam osadzonych złączy, takich jak to, które pokazuję, aby uzyskać bardzo solidne, niskoszumowe połączenie, dzięki czemu mogę przeprowadzić precyzyjną weryfikację analogową, wszystkie na częstotliwościach znacznie poniżej 1 MHz, więc tak naprawdę nie wziąłem pod uwagę wysokiej częstotliwości wymagania Robisz doskonałe punkty.
Connor Wolf,
1
Zasadniczo kolejną zaletą tego rodzaju konfiguracji testowej jest to, że pod warunkiem, że testowane urządzenie nie jest uziemione do uziemienia, otrzymujesz lokalne połączenie uziemiające bardzo dobrej jakości (i brak pętli uziemienia) ze złączem RF. Kiedy patrzysz na sygnały <1 mV, wystarczy, że przewód uziemiający biegnie do uziemienia w odległości jednego cala lub dwóch, może zasłonić twój sygnał zainteresowania różnicami uziemienia.
Connor Wolf,
7

Jedną sztuczką jest tworzenie małych „kraterów” w zimnym lutu punktów testowych za pomocą ostrego narzędzia. Na początku może to brzmieć destrukcyjnie, ale IMHO jest o wiele mniej destrukcyjne i wymaga mniej wysiłku niż lutowanie niektórych drutów. Końcówki sond o ostrym zasięgu powinny również wybierać przed tępymi. Podczas pomiaru umieść końcówki sondy pomiarowej w tych kraterach. Nawet kratery mogą wyglądać na małe, często wystarczają, aby zapobiec zsuwaniu się końcówek sondy z punktów testowych.

Inna metoda, której nauczyłem się od Lecroya, ma zastosowanie do pomiaru na układach scalonych. Chodzi przede wszystkim o powielenie płaszczyzny uziemienia na górze układu scalonego za pomocą małej miedzianej podkładki. Patrz strona 65 w poniższej prezentacji Digikey / Lecroy

boink
źródło
2

Najpierw owinąć nieosłonięty przewód zasilający wokół sondy (jak widać na zdjęciu); będzie luźny i nie do końca pozostanie. Sztuczka polega na tym, aby następnie zdjąć ją i delikatnie ścisnąć (odkształcając ją może o około 0,1 mm mniej), tak aby była nieco mniejsza niż średnica sondy. Zapewnia to, że będzie dobrze przylegać podczas wkładania sondy.

Jeśli chcesz bardziej niezawodny sposób na wygenerowanie tych gniazd „ad hoc” do sondy pomiarowej, sprawdź w lokalnym sklepie z narzędziami, czy nie ma w magazynie drewnianych kołków o najbliższym rozmiarze mniejszym niż korpus sondy. Następnie, po owinięciu drutu wokół trzpienia, uzyskana „sprężyna” będzie mniejsza niż korpus sondy. Jeśli jest za mały, możesz stopniowo zwiększać jego grubość, owijając taśmę elektryczną wokół kolby, aż uzyska odpowiedni rozmiar.

MarkU
źródło
1
Myślę, że OP próbuje znaleźć najlepszą metodę uzyskania niezawodnego połączenia ze sprężyny z testowanym urządzeniem - nie między sprężyną a sondą.
RJR
1
Jak podejrzewa RJR, nie mam żadnych problemów z tworzeniem lub używaniem tradycyjnego zacisku sprężynowego, moim problemem jest to, że nie pozostanie on podłączony do obwodu, jeśli wyciągnę rękę.
W5VO
1
Przylutowałeś na miejscu?
MarkU
2
Nie, nie, nie lutuj rzeczywistej sondy lunety - mam na myśli po prostu przylutuj drut sprężynowy. Możesz wykonać jedną cewkę pasującą do tulei uziemiającej sondy, a mniejszą cewkę pasującą do końcówki sondy.
MarkU
2
Po lutowaniu sprężyny można owinąć wokół końcówki gołe drut o grubości 30, tworząc małe gniazdo dla końcówki. Przekręć dwa końce drutu, gdy wciąż jest on wokół końcówki, aby utworzyć ogon, (i aby był ciasno) przylutuj ogon do węzła testowego, przylutuj sprężynę uziemiającą, którą wykonałeś powyżej, do ziemi w odpowiedniej odległości i możesz mieć półprzewodnikowe gniazdo sondy pomiarowej na swojej płycie.
John D