Sondy CRO
Za pomocą sondy możemy podłączyć dowolny obwód testowy do oscyloskopu. Ponieważ CRO jest podstawowym oscyloskopem, nazywana jest również sondą, która jest do niego podłączonaCRO probe.
Sondę należy dobierać w taki sposób, aby nie powodowała problemów z obciążeniem obwodu testowego. Abyśmy mogli poprawnie przeanalizować obwód testowy z sygnałami na ekranie CRO.
Sondy CRO powinny mieć następujące elementy characteristics.
- Wysokiej impedancji
- Wysoka przepustowość
Plik block diagram sondy CRO pokazano na poniższym rysunku.
Jak pokazano na rysunku, sonda CRO składa się głównie z trzech bloków. Są to głowica sondy, kabel koncentryczny i obwód zakończeniowy. Kabel koncentryczny po prostu łączy głowicę sondy i obwód zakończeniowy.
Rodzaje sond CRO
Sondy CRO można podzielić na następujące two types.
- Sondy pasywne
- Aktywne sondy
Omówmy teraz kolejno te dwa typy sond.
Sondy pasywne
Jeśli głowica sondy składa się z elementów pasywnych, wówczas jest nazywana passive probe. Schemat obwodu sondy pasywnej pokazano na poniższym rysunku.
Jak pokazano na rysunku, głowica sondy składa się z równoległej kombinacji rezystora $ R_ {1} $ i zmiennego kondensatora $ C_ {1} $. Podobnie, obwód terminujący składa się z równoległej kombinacji rezystora $ R_ {2} $ i kondensatora $ C_ {2} $.
Powyższy schemat obwodu jest zmodyfikowany w postaci bridge circuit i jest to pokazane na poniższym rysunku.
Możemy zrównoważyć mostek, dostosowując wartość zmiennego kondensatora, $ c_ {1} $. W kolejnych rozdziałach omówimy koncepcję mostów. Na razie rozważ następujące kwestiebalancing condition of AC bridge.
$$ Z_ {1} Z_ {4} = Z_ {2} Z_ {3} $$
Substitute, impedancje $ Z_ {1}, Z_ {2}, Z_ {3} $ i $ Z_ {4} $ jako $ R_ {1}, \ frac {1} {j \ omega C_ {1}}, R_ { 2} $ i $ \ frac {1} {j \ omega C_ {2}} $ odpowiednio w powyższym równaniu.
$$ R_ {1} \ left (\ frac {1} {j \ omega C_ {2}} \ right) = \ left (\ frac {1} {j \ omega C_ {1}} \ right) R_ {2 } $$
$ \ Rightarrow R_ {1} C_ {1} = R_ {2} C_ {2} $ Equation 1
Zgodnie z zasadą podziału napięcia otrzymamy voltage across resistor, $R_{2}$ tak jak
$$ V_ {0} = V_ {i} \ left (\ frac {R_ {2}} {R_ {1} + R_ {2}} \ right) $$
attenuation factorto stosunek napięcia wejściowego, $ V_ {i} $ i napięcia wyjściowego, $ V_ {0} $. Zatem z powyższego równania otrzymamy współczynnik tłumienia, $ \ 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} $ Equation 2
Z równania 2 możemy wywnioskować, że wartość $ R_ {1} $ jest większa lub równa wartości 2 dla wartości całkowitych $ \: \ alpha> 1 $.
Zastąp równanie 2 w równaniu 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)} $ Equation 3
Z równania 3 możemy wywnioskować, że wartość $ C_ {1} $ jest mniejsza lub równa wartości $ C_ {2} $ dla wartości całkowitych $ \ alpha> 1 $
Example
Znajdźmy wartości $ R_ {1} $ i $ C_ {1} $ sondy mającej współczynnik tłumienia, $ \ alpha $ jako 10. Załóżmy, że $ R_ {2} = 1 M \ Omega $ i $ C_ {2} = 18 pF $.
Step1 - Otrzymamy wartość $ R_ {1} $, podstawiając wartości $ \ alpha $ i $ R_ {2} $ w Równaniu 2.
$$ R_ {1} = \ left (10-1 \ right) \ times 1 \ times 10 ^ {6} $$
$$ \ Rightarrow R_ {1} = 9 \ times 10 ^ {6} $$
$$ \ Rightarrow R_ {1} = 9 mln \ Omega $$
Step 2 - Otrzymamy wartość $ C_ {1} $, podstawiając wartości $ \ alpha $ i $ C_ {2} $ w Równaniu 3.
$$ C_ {1} = \ frac {18 \ times10 ^ {- 12}} {\ left (10-1 \ right)} $$
$$ \ Rightarrow C_ {1} = 2 \ times 10 ^ {- 12} $$
$$ \ Rightarrow C_ {1} = 2 pF $$
Dlatego wartości $ R_ {1} $ i $ C_ {1} $ sondy będą wynosić odpowiednio 9M $ \ Omega $ i 2pF $ dla podanych specyfikacji.
Aktywne sondy
Jeśli głowica sondy składa się z aktywnych elementów elektronicznych, wówczas jest nazywana active probe. Schemat blokowy aktywnej sondy pokazano na poniższym rysunku.
Jak pokazano na rysunku, głowica sondy składa się z popychacza źródła FET w kaskadzie z popychaczem emitera BJT. Popychacz źródła FET zapewnia wysoką impedancję wejściową i niską impedancję wyjściową. Natomiast celem zwolnienia emitera BJT jest uniknięcie lub wyeliminowanie niedopasowania impedancji.
Pozostałe dwie części, takie jak kabel współosiowy i obwód terminujący, pozostają takie same w sondach aktywnych i pasywnych.