Sonde CRO
Possiamo collegare qualsiasi circuito di prova a un oscilloscopio tramite una sonda. Poiché CRO è un oscilloscopio di base, viene chiamata anche la sonda ad esso collegataCRO probe.
Dobbiamo selezionare la sonda in modo tale da non creare problemi di caricamento con il circuito di prova. In modo che possiamo analizzare il circuito di prova con i segnali correttamente sullo schermo CRO.
Le sonde CRO dovrebbero avere quanto segue characteristics.
- Alta impedenza
- Elevata larghezza di banda
Il block diagram della sonda CRO è mostrato nella figura sottostante.
Come mostrato nella figura, la sonda CRO consiste principalmente di tre blocchi. Quelli sono la testa della sonda, il cavo coassiale e il circuito di terminazione. Il cavo coassiale collega semplicemente la testa della sonda e il circuito di terminazione.
Tipi di sonde CRO
Le sonde CRO possono essere classificate nelle seguenti two types.
- Sonde passive
- Sonde attive
Ora, parliamo di questi due tipi di sonde uno per uno.
Sonde passive
Se la testa della sonda è costituita da elementi passivi, viene chiamata passive probe. Lo schema elettrico della sonda passiva è mostrato nella figura sottostante.
Come mostrato nella figura, la testa della sonda è costituita da una combinazione parallela di resistore, $ R_ {1} $ e un condensatore variabile, $ C_ {1} $. Allo stesso modo, il circuito di terminazione è costituito da una combinazione parallela di resistore, $ R_ {2} $ e condensatore, $ C_ {2} $.
Lo schema circuitale sopra è modificato nella forma di bridge circuit ed è mostrato nella figura sottostante.
Possiamo bilanciare il ponte, regolando il valore del condensatore variabile, $ c_ {1} $. Discuteremo il concetto di bridge nei capitoli seguenti. Per il momento, considera quanto seguebalancing condition of AC bridge.
$$ Z_ {1} Z_ {4} = Z_ {2} Z_ {3} $$
Substitute, le impedenze $ Z_ {1}, Z_ {2}, Z_ {3} $ e $ Z_ {4} $ come $ R_ {1}, \ frac {1} {j \ omega C_ {1}}, R_ { 2} $ e $ \ frac {1} {j \ omega C_ {2}} $ rispettivamente nell'equazione precedente.
$$ R_ {1} \ left (\ frac {1} {j \ omega C_ {2}} \ right) = \ left (\ frac {1} {j \ omega C_ {1}} \ right) R_ {2 } $$
$ \ Rightarrow R_ {1} C_ {1} = R_ {2} C_ {2} $ Equazione 1
In base al principio di divisione della tensione, otterremo il voltage across resistor, $R_{2}$ come
$$ V_ {0} = V_ {i} \ left (\ frac {R_ {2}} {R_ {1} + R_ {2}} \ right) $$
attenuation factorè il rapporto tra la tensione di ingresso, $ V_ {i} $ e la tensione di uscita, $ V_ {0} $. Quindi, dall'equazione precedente otterremo il fattore di attenuazione, $ \ 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} $ Equazione 2
Dall'equazione 2, possiamo concludere che il valore di $ R_ {1} $ è maggiore o uguale al valore di 2 per i valori interi di $ \: \ alpha> 1 $.
Sostituisci l'equazione 2 nell'equazione 1.
$$ \ left (\ alpha-1 \ right) R_ {2} C_ {1} = R_ {2} C_ {2} $$
$ \ Freccia destra \ sinistra (\ alpha-1 \ destra) C_ {1} = C_ {2} $
$ \ Rightarrow C_ {1} = \ frac {C_ {2}} {\ left (\ alpha-1 \ right)} $ Equazione 3
Dall'equazione 3, possiamo concludere che il valore di $ C_ {1} $ è minore o uguale al valore di $ C_ {2} $ per valori interi di $ \ alpha> 1 $
Example
Troviamo i valori di $ R_ {1} $ e $ C_ {1} $ di una sonda avente un fattore di attenuazione, $ \ alpha $ come 10. Supponiamo che $ R_ {2} = 1 M \ Omega $ e $ C_ {2} = 18pF $.
Step1 - Otterremo il valore di $ R_ {1} $ sostituendo i valori di $ \ alpha $ e $ R_ {2} $ nell'equazione 2.
$$ R_ {1} = \ left (10-1 \ right) \ times 1 \ times 10 ^ {6} $$
$$ \ Rightarrow R_ {1} = 9 \ times 10 ^ {6} $$
$$ \ Rightarrow R_ {1} = 9 M \ Omega $$
Step 2 - Otterremo il valore di $ C_ {1} $ sostituendo i valori di $ \ alpha $ e $ C_ {2} $ nell'equazione 3.
$$ C_ {1} = \ frac {18 \ times10 ^ {- 12}} {\ left (10-1 \ right)} $$
$$ \ Rightarrow C_ {1} = 2 \ times 10 ^ {- 12} $$
$$ \ Rightarrow C_ {1} = 2 pF $$
Pertanto, i valori di $ R_ {1} $ e $ C_ {1} $ di una sonda saranno rispettivamente $ 9M \ Omega $ e $ 2pF $ per le specifiche fornite.
Sonde attive
Se la testa della sonda è costituita da componenti elettronici attivi, viene chiamata active probe. Lo schema a blocchi della sonda attiva è mostrato nella figura sottostante.
Come mostrato in figura, la testa della sonda è costituita da un inseguitore di sorgente FET in cascata con inseguitore di emettitore BJT. Il follower della sorgente FET fornisce un'alta impedenza di ingresso e una bassa impedenza di uscita. Considerando che, lo scopo del follower dell'emettitore BJT è quello di evitare o eliminare il disadattamento di impedenza.
Le altre due parti, come il cavo coassiale e il circuito di terminazione, rimangono le stesse nelle sonde attive e passive.