CRO Probes

Мы можем подключить любую тестовую цепь к осциллографу через зонд. Поскольку CRO является базовым осциллографом, зонд, который подключен к нему, также называется CRO-зондом .

Мы должны выбрать датчик таким образом, чтобы он не создавал проблем с нагрузкой в ​​тестовой схеме. Так что мы можем правильно проанализировать тестовую схему с сигналами на экране CRO.

CRO-зонды должны иметь следующие характеристики .

• Высокий импеданс
• Высокая пропускная способность

Блок-схема датчика CRO показана на рисунке ниже.

Как показано на рисунке, CRO-зонд в основном состоит из трех блоков. Это головка зонда, коаксиальный кабель и оконечная цепь. Коаксиальный кабель просто соединяет головку зонда и концевую цепь.

Типы CRO зондов

CRO-зонды можно классифицировать на следующие два типа .

• Пассивные зонды
• Активные зонды

Теперь давайте поговорим об этих двух типах зондов один за другим.

Пассивные зонды

Если головка зонда состоит из пассивных элементов, то это называется пассивным зондом . Принципиальная схема пассивного зонда показана на рисунке ниже.

Как показано на рисунке, головка зонда состоит из параллельной комбинации резистора $R_ {1}$ и переменного конденсатора $C_ {1}$. Аналогично, оконечная цепь состоит из параллельной комбинации резистора $R_ {2}$ и конденсатора $C_ {2}$.

Вышеприведенная принципиальная схема видоизменена в виде мостовой схемы и показана на рисунке ниже.

Мы можем сбалансировать мост, отрегулировав значение переменного конденсатора, $c_ {1}$. Мы обсудим концепцию мостов в следующих главах. В настоящее время рассмотрим следующее условие балансировки моста переменного тока .

$$Z_ {1} Z_ {4} = Z_ {2} Z_ {3}$$

Замените импедансы $Z_ {1}, Z_ {2}, Z_ {3}$ и $Z_ {4}$ как $R_ {1}, \ frac {1} {j \ omega C_ {1}}, R_ {2}$ и $\ frac {1} {j \ omega C_ {2}}$ соответственно в вышеприведенном уравнении.

$$R_ {1} \ left (\ frac {1} {j \ omega C_ {2}} \ right) = \ left (\ frac {1} {j \ omega C_ {1}} \ right) R_ {2 }$$

$\ Rightarrow R_ {1} C_ {1} = R_ {2} C_ {2}$ Уравнение 1

По принципу деления напряжения мы получим напряжение на резисторе, $R_ {2}$ как

$$V_ {0} = V_ {i} \ left (\ frac {R_ {2}} {R_ {1} + R_ {2}} \ right)$$

Коэффициент ослабления — это отношение входного напряжения, $V_ {i}$ и выходного напряжения, $V_ {0}$. Итак, из вышеприведенного уравнения мы получим коэффициент затухания $\ alpha$ как

$$\ alpha = \ frac {V_ {i}} {V_ {0}} = \ frac {R_ {1} + R_ {2}} {R_ {2}}$$

$\ Rightarrow \ alpha = 1+ \ frac {R_ {1}} {R_ {2}}$

$\ Rightarrow \ alpha-1 = \ frac {R_ {1}} {R_ {2}}$

$\ Rightarrow R_ {1} = \ left (\ alpha-1 \ right) R_ {2}$ Уравнение 2

Из уравнения 2 можно сделать вывод, что значение $R_ {1}$ больше или равно значению ?2 для целочисленных значений  alpha>1$\: \ alpha> 1$.

Заменить уравнение 2 на уравнение 1.

$$\ left (\ alpha-1 \ right) R_ {2} C_ {1} = R_ {2} C_ {2}$$

$\ Rightarrow \ left (\ alpha-1 \ right) C_ {1} = C_ {2}$

$\ Rightarrow C_ {1} = \ frac {C_ {2}} {\ left (\ alpha-1 \ right)}$ Уравнение 3

Из уравнения 3 можно сделать вывод, что значение $C_ {1}$ меньше или равно значению $C_ {2}$ для целочисленных значений $\ alpha> 1$.

пример

Найдем значения $R_ {1}$ и $C_ {1}$ зонда с коэффициентом затухания, $\ alpha$ равным 10. Предположим, $R_ {2} = 1 M \ Omega$ и $C_ {2} = 18pF$.

• Шаг 1 — Мы получим значение $R_ {1}$, подставив в уравнение 2 значения $\ alpha$ и $R_ {2}$.

Шаг 1 — Мы получим значение $R_ {1}$, подставив в уравнение 2 значения $\ alpha$ и $R_ {2}$.

$$R_ {1} = \ left (10-1 \ right) \ times 1 \ times 10 ^ {6}$$

$$\ Rightarrow R_ {1} = 9 \ times 10 ^ {6}$$

$$\ Rightarrow R_ {1} = 9 M \ Omega$$

Шаг 2 — Мы получим значение $C_ {1}$, подставив в уравнение 3 значения $\ alpha$ и $C_ {2}$.

$$C_ {1} = \ frac {18 \ times10 ^ {- 12}} {\ left (10-1 \ right)}$$

$$\ Rightarrow C_ {1} = 2 \ times 10 ^ {- 12}$$

$$\ Rightarrow C_ {1} = 2 пФ$$

Следовательно, значения $R_ {1}$ и $C_ {1}$ зонда будут составлять $9M \ Omega$ и $2pF$ соответственно для данных спецификаций.

Активные зонды

Если головка зонда состоит из активных электронных компонентов, то она называется активным датчиком . Блок-схема активного зонда показана на рисунке ниже.

Как показано на рисунке, головка зонда состоит из повторителя источника FET в каскаде с повторителем BJT-эмиттера. Повторитель источника FET обеспечивает высокий входной импеданс и низкий выходной импеданс. Принимая во внимание, что целью BJT-повторителя является то, что он предотвращает или устраняет рассогласование импеданса.

Две другие части, такие как коаксиальный кабель и оконечная цепь, остаются одинаковыми как в активном, так и в пассивном датчиках.