Co muszę wiedzieć o sondach oscyloskopowych?

Natknąłem się na oscyloskop Hitachi V-355 i przyjaciela, który jest gotów dać mi ofertę, jeśli chcę. Niestety nie ma dołączonych sond. Szukałem sond, tylko po to, by dowiedzieć się, że są GŁUPIE drogie (albo to, albo jestem GŁUPIE tani) i nie mogę znaleźć pożyczki.

Oto moja myśl: mam mnóstwo sond testowych z, powiedzmy, mojego multimetru. Mam stabilne kable krosowe w każdej możliwej konfiguracji wtyku bananowego / klipsa krokodylkowego / sprężynującego klipsa. Mam też cały bałagan złączy i adapterów BNC w moim zestawie do naprawy kabli wideo.

Oto moje pytanie: czy mogę po prostu przylutować kabel z krokodylkiem do złącza BNC i mieć sondę oscyloskopową? A może wewnątrz tych sond dzieje się coś specjalnego, co powoduje, że kosztują one 50,00 $?

Jeśli to drugie, a w końcu gryzę kulę i uzyskam prawdziwe, uczciwe i prawdziwe sondy oscyloskopowe, o jakich sprawach muszę pamiętać podczas zakupów?

Sondy oscyloskopowe to nie tylko kawałki drutu z przymocowanym do nich spiczastym końcem. Typowa sonda oprócz spiczastego drążka i zacisku krokodylkowego ma obwód tłumienia wejściowego i obwód dopasowujący impedancję wewnątrz.

Zasadniczo interfejs wejściowy oscyloskopu ma własną pojemność wewnętrzną i własną rezystancję wewnętrzną. Aby zapobiec zniekształceniu sygnału, pojemność sondy musi być dopasowana do pojemności zakresu. Jeśli nie jest to dobrze dopasowane, dostaniesz przeregulowanie lub niedopasowanie. Większość lunet ma z przodu złącze kompensacyjne sondy, które zapewnia sygnał testowy, który można wykorzystać do dostrojenia pojemności sondy. Oto obraz efektu:

Rezystancja sondy zapewnia tłumienie wejściowe i działa razem z rezystancją wejściową oscyloskopu. Zwykle sondy 1x / 10x będą miały przełącznik, który wstawia szeregowy rezystor szeregowo z sygnałem. W zakresie zwykle znajduje się rezystor do tłumienia wejściowego. W trybie 1x masz tylko ten rezystor, podczas gdy w trybie 10x oba rezystory zapewniają tłumienie .1 M Ω 10 M $9 \mbox{ } M \Omega$$1 \mbox{ } M \Omega$$10 \mbox{ } M \Omega$

Równolegle z rezystancją wejściową sondy masz kondensator kompensacyjny. Kupując sondę, należy zwrócić uwagę, że wartość kondensatora może odpowiadać wartości pojemności wejściowej lunety.

Kolejną ważną częścią sondy jest pojemność końcówki. Jest modelowany jako kondensator równolegle z sygnałem. Jego celem jest spowolnienie czasu narastania sygnału wchodzącego do sondy, co ogólnie uważa się za efekt negatywny. Pojemność szczytowa prawdopodobnie nie będzie miała zbyt dużego znaczenia dla zakresu, takiego jak ten, który rozważasz, ale w przypadku wyższych częstotliwości może to powodować problemy, gdy potrzebny jest dokładny pomiar czasu narastania.

Niektóre sondy mają również tak zwaną kompensację wysokiej częstotliwości. Prawdopodobnie nie chcesz płacić za taką sondę, ale wspomnę tylko o jej kompletności. Część kompensacji wysokiej częstotliwości zwykle znajduje się w złączu kabla BNC sondy i składa się z szeregowego połączenia rezystora i kondensatora zmiennego umieszczonego równolegle do ścieżki sygnału. Służy do rozwiązywania problemów związanych ze wzrostem impedancji wraz z częstotliwością z powodu indukcyjności kabla. Zasadniczo impedancja zmniejsza się mniej więcej liniowo wraz z częstotliwością, aż osiągniemy częstotliwość rezonansową sondy. Następnie wzrośnie. System kompensacji służy do przesunięcia punktu częstotliwości rezonansowej poza zakres częstotliwości, w którym jesteśmy zainteresowani użyciem lunety.

Na koniec dostępna jest bezpłatna książka od Tektronix (jeśli chcesz podać im swój adres e-mail), która szczegółowo wyjaśnia, jak działają sondy. Nazywa się ABC sond i jest obecnie dostępny tutaj .

Co jest za drogie?

Miałem doskonałe doświadczenia z ultra-tanimi sondami oscyloskopowymi za 12 USD:

Wydają się być prawie identyczne z sondami dostarczanymi z lunetami Owon Digital, a za 12 USD są praktycznie jednorazowe. Początkowo kupiłem parę z ciekawości, a były one na tyle miłe, że kupiłem dwie dodatkowe pary. Koncentryczny jest bardzo ładny, miękki i elastyczny, i są dobre do co najmniej 10 MHz (w tej chwili nie mam szybszego generatora sygnałów), z moich testów.

Dealextreme ma również wiele innych sond o różnej prędkości znamionowej itp.

Ta strona zawiera informacje o tym, co wchodzi w strojenie sond oscyloskopowych i zawiera uproszczony model sondy. Nawet w przypadku sond pasywnych najwyższej klasy należy je skalibrować, aby pasowały do ​​analogowych przednich końców danego zakresu. W przeciwnym razie otrzymasz dziwne widoczne efekty tłumienia / przeregulowania.

Długie nieekranowane przewody będą działać jak antena i wychwytują zakłócenia elektromagnetyczne z otoczenia. Chcesz, aby Twoje odprowadzenia były krótkie, aby zapewnić najlepszą odpowiedź wysokich częstotliwości.

Możesz także uzyskać sondy 35 MHz za mniej niż 50 USD. Te sondy TPI 60 MHz kosztują ~ 35 USD.

Możesz także spróbować szczęścia w serwisie eBay , choć zdecydowanie ostrzegam przed czymś, co wygląda zbyt dobrze, aby mogło być prawdziwe.

Używaj ich tylko do sygnałów, nigdy jako przewodów zasilających. Przewód środkowy jest bardzo cienki, aby utrzymać niską pojemność (*), a zbyt duży prąd może go spalić.

(*) Pojemność kabla koncentrycznego zależy od stosunku średnicy wewnętrznej / zewnętrznej.

Możesz przylutować zaciski krokodylkowe do złączy BNC i uzyskać „sondę” działającą na niskich częstotliwościach. Jednak nie działa dobrze przy wysokich częstotliwościach. Jeśli chcesz zrozumieć dlaczego, proponuję przeczytać Skąd prąd wie, ile płynie, zanim zobaczysz rezystor?

Sondy, które będą działać wystarczająco dobrze do użytku hobbystycznego do 35 MHz (wydaje się, że limit tego zakresu) można uzyskać za mniej niż 50 USD. Wypróbuj MPJA . Od lat mam parę ich sond 40 MHz, które działają przynajmniej tak dobrze, jak mój tani zakres 30 MHz.

Wygląda na to, że wiele zniechęcających informacji tutaj. Powiedziałbym - jeśli się odważysz, po prostu go zbuduj. to świetny sposób na naukę działania i świetny sposób na znalezienie właściwej równowagi między „tanią” a „przydatną”.

Cokolwiek powiedziano, złącze BNC z dwiema stopami kabla koncentrycznego i niektórymi złączami będzie działać. Może nie być idealny przy wysokich częstotliwościach, może tłumić krawędzie szybko zmieniających się sygnałów, obciążenie niektórych rodzajów obwodów o bardzo wysokiej impedancji / niskim sygnale może być dalekie od optymalnych - ale IT będzie działać. Jeśli ostatecznie okaże się, że taki sprzęt domowej roboty ogranicza to, co robisz - albo kup go z półki, albo sam stwórz lepszy.

Niczego nie zabijesz, możesz po prostu uzyskać niezbyt doskonałe pomiary.

W moim laboratorium mam co najmniej cztery sondy fabryczne, ale kiedy ich brakuje, w razie potrzeby podłączam także źródło wyzwalające i generator fal. Szkoda Więc wziąłem starą podstawę anteny UHF i przeciąłem BNC wraz z kilkoma stopami kabla. Początkowo używałem tego tylko do generatora i przy 20 MHz było w porządku. Później jednak wykorzystałem to jako sondę wejściową lunety i zadziałało bardzo dobrze, mimo że użyłem do tego ogólnego kabla RG58 - sygnał fali prostokątnej miał krawędzie wznoszące / opadające nieco bardziej „zaokrąglone” niż się spodziewałem, ale też nic tragicznego.

Tutaj jest niezły PDF z Agilent ładny plik PDF z Keysight z informacjami o sondach.

A może wewnątrz tych sond dzieje się coś specjalnego, co powoduje, że kosztują one 50,00 $?

Pewnie, że jest, spójrz na sondę ZS2500 firmy LeCroy w cenie 7 160,40 USD. Płacisz całą tę wartość, aby móc zobaczyć sygnały wysokiej prędkości z wiernością i bez zbytniej zmiany charakterystyki mierzonego obwodu.

Podczas pracy na niskich częstotliwościach i niskim napięciu nie potrzebujesz nic wyszukanego. Zacząłem używać prostego drutu ze ściągniętymi końcami i podłączać je do środkowego wejścia osiowego oraz pojedynczego drutu aligatora jako mojej masy na zewnętrznej osi. Działa świetnie podczas analizy logicznych ASM. Robię to samo ze stacją multimetrową, po prostu upewnij się, że nie mierzysz niczego o wysokim napięciu i / lub wysokim natężeniu, albo spalisz coś więcej niż tylko opuszki palców i drut.

Jeśli jesteś kompletnym debiutantem, nie ryzykuj, upewnij się, że poznasz podstawy i niebezpieczeństwa pod nadzorem, zanim zaczniesz hackować własne rozwiązania o niskim budżecie.