De alta velocidad pasivo de la sonda de contradicción entre los autores o entre diferentes puntos de vista?

Question

En un documento Hiscocks et al. describe algunos conceptos básicos de la sonda de Osciloscopio teoría. El documento es muy comprensible y parece coherente. Observe en particular que, para él, el malo es el paralelo de la capacitancia del cable coaxial y de la osciloscopio que debe ser compensada mediante la adición de una capacitancia en paralelo a la punta de la sonda (por lo tanto, la capacitancia de la punta es mayor).

Luego viene d. smith con su método para construir un 1 GHz pasivo de la sonda. En primer lugar, no está del todo claro por qué él termina su sonda de 50 ohmios de la resistencia: para evitar reflejos, ¿no es suficiente que uno de los lados de la sonda (que es el osciloscopio lado) ser denunciado por una de 50 ohmios de resistencia? He de suponer que esto es para matar aún más las reflexiones. Así que, vamos a ser. Pero lo que es extraño para mí es que no toma en cuenta la capacitancia del cable, ni la capacidad del osciloscopio. En particular, para él, la bestia que ha de ser muertos es la punta de la capacitancia (lo que aumenta la capacitancia en paralelo a la del cable), al contrario de lo que dice Hiscoks en el documento anterior. Si este hombre fuera un novato, me atrevería a decir que él no entiende por qué su sonda de obras, y que él, en realidad, aumenta la capacitancia de la punta con su lámina de cobre. Pero hey! este hombre es un gurú de las sondas que ha publicado varios artículos en diferentes revistas.

Y ahora lo mejor de lo mejor, El Arte de la Electrónica, 12.2 p. 808: para hacer un alta velocidad pasivo de la sonda? muy simple:

... y hacer su propio mediante la conexión de una resistencia en serie (nos gusta 950 ohm) en una longitud de flaco 50 ohm coaxial (nos gusta RG-178); temporalmente soldar el cable coaxial de escudo a una tierra cercana, enchufe el otro extremo en el ámbito de aplicación (juego de 50 ohm de entrada) y voila - alta velocidad de 20 x sonda de medición!.

Si mi interpretación es correcta, el 950 ohm resistor con el 50 ohmios de impedancia característica del cable de hacer un 1:20 divisor de resistencia (hasta ahora OK), pero, ¿qué acerca de la sonda de compensación, etc.? uh!

Puede alguien decirme qué está pasando?

Answer 1

Para 100 MHz y la más lenta de las sondas, la longitud de onda de las señales en cuestión es lo suficientemente largo que el cable no actúan como una línea de transmisión y la punta de la sonda bastante directamente 've' la impedancia de entrada del alcance. También, la sonda de la impedancia y el alcance de impedancia de entrada no coincide con la impedancia característica del cable. En este caso, la capacitancia es realmente la principal cosa que necesita ser controlado y compensada. Esto se describe en el Hiscocks et al. documento.

A altas frecuencias, el cable actúa como una línea de transmisión y la punta de la sonda no ver el alcance de impedancia de entrada directamente. En su lugar, la punta de la sonda se ve el cable de la impedancia característica. Generalmente para la alta frecuencia de sondas estándar de 50 ohmios de diseño de RF se utilizan técnicas. Todo se presenta igualado a 50 ohmios - tanto en el ámbito de entrada y la punta de la sonda.

En cuanto a la diferencia entre d. smith y el arte de la electrónica, son, básicamente, tratando de hacer más o menos lo mismo. d. smith añade un paralelo de la resistencia a tierra para formar uno de los lados de un divisor de voltaje para producir un ~40:1 de la sonda. Que el 50 ohmios de resistencia aparece en paralelo con el cable de 50 ohm para un equivalente a 25 ohmios de resistencia. Este luego se forma un divisor de tensión con el 976 ohm resistor en serie. Al parecer, la punta de la capacitancia de su investigación es lo suficientemente alto que la compensación adicional era necesaria para conseguir una respuesta de frecuencia plana. Tenga en cuenta que esta resistencia no es realmente necesario como un resistor de terminación--suponiendo que el otro extremo de la línea (en el ámbito de aplicación) está correctamente terminado en 50 ohmios, entonces no debería haber ningún reflexiones llegando de nuevo hasta el cable que podría reflejar de un desajuste de impedancia en la cabeza de la sonda.

El arte del diseño de la electrónica hace lo mismo, pero sólo utiliza el cable de la impedancia característica como un lado del divisor de voltaje. En combinación con un 950 ohm resistor en serie, esto produce una de las 20:1 de la sonda. Probablemente esto funciona "bastante bien" hasta razonablemente altas frecuencias, sin compensación adicional si el derecho de resistencia es usado, pero supongo que usted podría hacer un poco mejor si se agrega un tamaño adecuado condensador a tierra entre el 950 ohm resistor y el cable coaxial. La atenuación de la técnica de diseño de la electrónica también es menor que el de d. smith diseño, lo que probablemente hace que el desajuste en la capacitancia de un problema menos. En general, creo que el arte de diseño de la electrónica es realmente la intención de ser una sencilla técnica que funciona lo suficientemente bien como para la depuración, pero podría mejorarse si más exactitud que se requiere.

Answer 2

De hecho, la Hiscocks documento es muy claro, de 9 M de la resistencia serie de la sonda, 1 M del suelo en el ámbito. Añadir condensadores en paralelo, de modo que para las altas frecuencias de la relación de 10:1 se mantiene. Que todo tiene sentido.

Un buen 10:1 sonda de hecho como este puede alcanzar hasta 300 MHz de ancho de banda creo.

Las otras soluciones tratar de lograr una mayor BW (ancho de banda). A continuación, la primera limitación se necesita para deshacerse de (en comparación con el estándar de 10:1 sonda) es el cable de la sonda. El cable utilizado para la 10:1 sondas es el factor limitante para el BW. Necesitamos utilizar un alto BW cable y aquellos que tienen casi siempre un 50 ohmios de impedancia característica, como el RG-178. Ser capaz de utilizar que BW que la longitud del cable que debe terminarse en ambos lados con 50 ohmios. Que hace que el cable de una línea de transmisión.

Tanto D. Smith y las Artes de la Electrónica el uso de esta línea de transmisión como su base. Tenga en cuenta que el 50 ohm resistor de terminación normalmente se encuentra en el interior del osciloscopio (tienes que cambiar un ajuste en el ámbito de aplicación), si no tiene un ajuste que tiene que agregar el 50 ohm a ti mismo de alguna manera.

A la par en que el 50 ohm de la línea de transmisión tanto el uso de un resistor con un opcional de condensadores. Las Artes de la Electrónica son aparentemente felices ya con el BW. Nota cómo ellos sobre todo a hablar de aquellos digital de señales que tienen una bonita forma!

También, desde la línea de transmisión se comporta como un 50 ohms de impedancia, sin mucho capacitancia no "ver" todos los RG-178 de la capacitancia en la entrada. Tan sólo se necesita una pequeña capacitancia entre el 950 ohm resistor para obtener adecuada compensación de frecuencia.

Answer 3

Sonda de compensación es necesaria cuando usted tiene un alcance de 1 megaohm impedancia

Cuando el alcance y el cable de la impedancia del partido no hay nada que compensar. El cable es de una línea de transmisión y la inductancia del cable cancela el efecto de la capacitancia.

La razón por la que la mayoría de los telescopios no han de tener 50 ohm probles es que pone un signifcativo de carga en el circuito que se está midiendo, y el cuidado que sería necesario para no causar un funcionamiento no deseado sólo por la conexión de la sonda. con una alta impedancia de la sonda puede probar el circuito con menos molestias.

Smith termina en ambos extremos de su cable coaxial no estoy seguro de lo que está recibiendo de eso, y entonces tiene que compensar la capacitancia de su terminación, no estoy seguro de que él está ganando nada.

El Arte de la Electrónica, ha sido la prueba de leer por muchos expertos y es bien considerada