Anonim

Kun valitset oskilloskoopin ja anturin nopeaa mittausta varten, ota ensin huomioon signaalin amplitudi, lähteen impedanssi, nousuaika ja kaistanleveys.

Oskilloskooppeja on saatavana satoja, ja niiden mukana olevien koettimien valikoima on myös varsin vaikuttava, mutta tarkastellaanpa passiivisten koettimien nopean jännitteen mittausalueita.

1) Kaistanleveys
Alueella on oltava riittävä kaistaleveys signaalin toistamiseksi uskollisesti. Analogisissa mittauksissa suurin mitattava taajuus määrää laajuuden kaistanleveyden. Digitaalisissa mittauksissa vaadittu kaistanleveys määrittää yleensä nousuajan - ei toistumisnopeuden.

n

On tärkeää varmistaa, että oskilloskoopin kaistaleveys on riittävä. Mittauksia ei tulisi koskaan tehdä taajuuksilla, jotka ovat lähellä oskilloskoopin 3DB-kaistanleveyttä, koska tämä johtaisi automaattiseen 30-prosenttisen amplitudivirheen siniaaltomittaukseen.

Digitaalisten piirien kohdalla nousuaika on erityisen kiinnostava. Odotettua tai odotettua nousuaikaa voidaan käyttää määrittämään laajuuden kaistanleveysvaatimukset. Suhteessa oletetaan, että piiri reagoi kuin yksinapainen, alipäästöinen RC-verkko.

2) Koettimen anatomia
Anturi koostuu anturin kärjestä (joka sisältää yhdensuuntaisen RC-verkon), suojatun johtimen pituudesta, kompensointiverkosta ja maadoituspidikkeestä. Koettimen vaatimus on aikaansaada ei-invasiivinen rajapinta laajuuden ja piirin välillä, häiritsemällä piiriä mahdollisimman vähän, samalla kun sallitaan laajuuden tuottaa melkein täydellinen esitys mitattavasta signaalista.

Yleisimmin käytetyt koettimet ovat 10x ja 1x passiiviset koettimet. 10x aktiiviset FET-koettimet ovat lähellä sekuntia. 10x passiivisella koettimella on 10Mohm tuloimpedanssi ja 10pF tyypillinen kärkikapasitanssi, ja se vaimentaa signaalia kertoimella 10. 1x-anturilla ei ole vaimennusta, 1Mohm tuloimpedanssi ja kärkikapasitanssi jopa 100pF.

3) Kalibrointi
Sinun on kalibroitava anturi varmistaaksesi, että sen sisäiset RC-aikavakiot vastaavat toisiaan. Joissakin laajuuksissa on sisäänrakennettu kalibrointi, joka tulisi suorittaa ennen mittausten tekemistä.

4) Maanpidikkeet ja nopeat mittaukset
Niiden luontainen induktanssi tekee maapallonpidikkeistä ja käytännöllisistä nopeista mittauksista toisiaan poissulkevia.
Koettimen LC-yhdistelmä muodostaa sarjaresonanssipiirin. Sarja-LC-yhdistelmä voi lisätä merkittävän ylityksen ja soittoäänen muuten puhtaaseen aaltomuotoon. Tämä soitto ja ylitys jää usein huomaamatta laajuuden rajoitetun kaistanleveyden vuoksi.

5) Koettimen valmistelu nopeita mittauksia varten
Merkittävien mittakaavioiden saamiseksi meidän on irrotettava maadoituskytkimen piiri ja purettava anturi. Sitten anturi on kalibroitava ennen kuin se on käyttövalmis. Mene vain testipisteeseen ja poimi paikallinen maa anturin ulkoisesta metallisuojuksesta. Temppu on poimia maadoitusyhteys suoraan mittapään suojassa. Tämä eliminoi kaikki sarjan induktanssit, jotka saadaan aikaan mukana toimitetun anturin maadoituspidikkeen avulla.

Vielä parempi on suunnitella erillisissä korkean taajuuden testipisteissä taululle. Tällaiset koetinkärjen adapterit tarjoavat kaikki edellä mainitut edut paljaiden koetinkärjen käyttämiselle.

6) Koetinkapasitanssiefektit
Koettimen kapasitanssi vaikuttaa nousuajan ja amplitudimittauksiin. Se voi myös vaikuttaa tiettyjen laitteiden vakauteen. Koettimen kapasitanssi lisää suoraan koettavaan solmun kapasitanssiin. Lisätty kapasitanssi lisää solmun aikavakioita, mikä hidastaa pulssin nousevia ja laskevia reunoja.

Aktiiviset anturit ovat toinen hyvä valinta nopeiden piirien koettamiseen. Ne sisältävät aktiivisen transistorin, joka vahvistaa signaalia verrattuna passiivisiin koettimiin, jotka vaimentavat signaalia. Toinen vaihtoehto on käyttää koetinta, jolla on korkea vaimennuskerroin. Tyypillisesti korkeampien vaimennuskerroinkoettimien kapasitanssi on pienempi.

Anturin kärjen kapasitanssi voi myös aiheuttaa joidenkin piirien rengasta, ylittää tai muuttua epävakaiksi. Esimerkiksi monet nopeat op-vahvistimet ovat herkkiä kapasitiivisen kuormituksen vaikutuksille lähdössä ja käänteiseen tuloon. Kun anturin kärjen kapasitanssi lisätään nopean vahvistimen ulostuloon, vahvistimen lähtövastus ja kapasitanssi muodostavat lisänavan takaisinkytkentävasteessa. Napa johtaa vaihesiirtoon ja alentaa vahvistimen vaihemarginaalia, mikä voi johtaa epävakauteen.

Onneksi tähän ongelmaan on muutamia vastauksia, kuten esimerkiksi pienikokoisen kapasitanssianturin käyttäminen tai pienen määrän sarjaresistanssin sisällyttäminen (tyypillisesti 25-50ohm) mittapäähän. Tämä auttaa eristämään kapasitanssin vahvistimen ulostulosta ja vähentää soittoa ja ylitystä.

7) Lisääntymisviive
Helppo tapa mitata etenemisviive on koettaa testattava laite (DUT) sen tulo- ja lähtövirta samanaikaisesti. Etenemisviive voidaan helposti lukea laajuusnäytöltä kahden aaltomuodon välisenä aikaerona.

Mitattaessa lyhyitä etenemisviiveitä (<10ns) on varmistettava, että molemmat mitta-anturit ovat samanpituisia. Koska viiran etenemisviive on noin 1, 5 ns / ft, eripituisilla koettimien pariliitoksilla voi johtua huomattavia virheitä.
Siksi varmista, että anturit on kalibroitu oikein ja että kahden anturin välinen ero on merkitty.