CRO Probes

Kami dapat menghubungkan rangkaian uji apa pun ke osiloskop melalui probe. Karena CRO adalah osiloskop dasar, probe yang terhubung dengannya juga disebutCRO probe.

Kita harus memilih probe sedemikian rupa sehingga tidak menimbulkan masalah pembebanan pada rangkaian pengujian. Sehingga kita dapat menganalisa rangkaian uji dengan sinyal dengan baik pada layar CRO.

Probe CRO harus memiliki yang berikut ini characteristics.

Impedansi tinggi
Bandwidth tinggi

Itu block diagram Probe CRO ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Seperti yang ditunjukkan pada gambar, probe CRO terdiri dari tiga blok. Itu adalah kepala probe, kabel koaksial dan sirkuit terminasi. Kabel koaksial hanya menghubungkan kepala probe dan sirkuit terminasi.

Jenis Probe CRO

Probe CRO dapat diklasifikasikan sebagai berikut two types.

Probe Pasif
Probe Aktif

Sekarang, mari kita bahas tentang kedua jenis probe ini satu per satu.

Probe Pasif

Jika kepala probe terdiri dari elemen pasif, maka disebut passive probe. Diagram rangkaian probe pasif ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Seperti yang ditunjukkan pada gambar, kepala probe terdiri dari kombinasi paralel resistor, $ R_ {1} $ dan kapasitor variabel, $ C_ {1} $. Demikian pula, rangkaian terminasi terdiri dari kombinasi paralel resistor, $ R_ {2} $ dan kapasitor, $ C_ {2} $.

Diagram rangkaian di atas dimodifikasi dalam bentuk bridge circuit dan itu ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Kita dapat menyeimbangkan jembatan, dengan menyesuaikan nilai kapasitor variabel, $ c_ {1} $. Konsep jembatan akan dibahas pada bab-bab berikut. Untuk saat ini, pertimbangkan hal berikutbalancing condition of AC bridge.

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

Substitute, impedans $ Z_ {1}, Z_ {2}, Z_ {3} $ dan $ Z_ {4} $ sebagai $ R_ {1}, \ frac {1} {j \ omega C_ {1}}, R_ { 2} $ dan $ \ frac {1} {j \ omega C_ {2}} $ masing-masing dalam persamaan di atas.

$$ R_ {1} \ kiri (\ frac {1} {j \ omega C_ {2}} \ kanan) = \ kiri (\ frac {1} {j \ omega C_ {1}} \ kanan) R_ {2 } $$

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

Dengan prinsip pembagian tegangan, kita akan mendapatkan voltage across resistor, $R_{2}$ sebagai

$$ V_ {0} = V_ {i} \ kiri (\ frac {R_ {2}} {R_ {1} + R_ {2}} \ kanan) $$

attenuation factoradalah rasio tegangan masukan, $ V_ {i} $ dan tegangan keluaran, $ V_ {0} $. Jadi dari persamaan di atas kita akan mendapatkan faktor atenuasi $ \ alpha $ as

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

$ \ 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} $ Persamaan 2

Dari persamaan 2, kita dapat menyimpulkan bahwa nilai $ R_ {1} $ lebih besar dari atau sama dengan nilai 2 untuk nilai integer $ \: \ alpha> 1 $.

Gantikan Persamaan 2 pada Persamaan 1.

$$ \ kiri (\ alpha-1 \ kanan) R_ {2} C_ {1} = R_ {2} C_ {2} $$

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

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

Dari persamaan 3 dapat disimpulkan bahwa nilai $ C_ {1} $ kurang dari atau sama dengan nilai $ C_ {2} $ untuk nilai integer $ \ alpha> 1 $

Example

Mari kita cari nilai $ R_ {1} $ dan $ C_ {1} $ probe yang memiliki faktor atenuasi, $ \ alpha $ sebagai 10. Asumsikan, $ R_ {2} = 1 M \ Omega $ dan $ C_ {2} = 18pF $.

Step1 - Kita akan mendapatkan nilai $ R_ {1} $ dengan mengganti nilai $ \ alpha $ dan $ R_ {2} $ pada Persamaan 2.

$$ R_ {1} = \ kiri (10-1 \ kanan) \ times 1 \ times 10 ^ {6} $$

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

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

Step 2 - Kita akan mendapatkan nilai $ C_ {1} $ dengan mengganti nilai $ \ alpha $ dan $ C_ {2} $ pada Persamaan 3.

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

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

$$ \ Rightarrow C_ {1} = 2 pF $$

Oleh karena itu, nilai $ R_ {1} $ dan $ C_ {1} $ probe adalah $ 9M \ Omega $ dan $ 2pF $ untuk spesifikasi yang diberikan.

Probe Aktif

Jika kepala probe terdiri dari komponen elektronik aktif, maka disebut active probe. Diagram blok probe aktif ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Seperti yang ditunjukkan pada gambar, kepala probe terdiri dari pengikut sumber FET dalam kaskade dengan pengikut emitor BJT. Pengikut sumber FET memberikan impedansi masukan tinggi dan impedansi keluaran rendah. Padahal, tujuan pengikut emitor BJT adalah untuk menghindari atau menghilangkan ketidakcocokan impedansi.

Dua bagian lainnya, seperti kabel koaksial dan sirkuit terminasi tetap sama pada probe aktif dan pasif.