Đầu dò CRO

Chúng tôi có thể kết nối bất kỳ mạch kiểm tra nào với máy hiện sóng thông qua một đầu dò. Vì CRO là một máy hiện sóng cơ bản, đầu dò được kết nối với nó còn được gọi làCRO probe.

Chúng ta nên chọn đầu dò theo cách sao cho nó không tạo ra bất kỳ vấn đề tải nào với mạch thử nghiệm. Để chúng ta có thể phân tích mạch kiểm tra với các tín hiệu đúng trên màn hình CRO.

Đầu dò CRO phải có những điều sau characteristics.

Trở kháng cao
Băng tần cao

Các block diagram của đầu dò CRO được thể hiện trong hình dưới đây.

Như trong hình, đầu dò CRO chủ yếu bao gồm ba khối. Đó là đầu dò, cáp đồng trục và mạch kết cuối. Cáp đồng trục chỉ cần kết nối đầu thăm dò và mạch kết thúc.

Các loại đầu dò CRO

Đầu dò CRO có thể được phân loại thành các loại sau two types.

Đầu dò thụ động
Đầu dò hoạt động

Bây giờ, chúng ta hãy thảo luận về hai loại đầu dò này từng cái một.

Đầu dò thụ động

Nếu đầu thăm dò bao gồm các phần tử thụ động, thì nó được gọi là passive probe. Sơ đồ mạch của đầu dò thụ động được hiển thị trong hình dưới đây.

Như trong hình, đầu dò bao gồm một sự kết hợp song song của điện trở, $ R_ {1} $ và một tụ điện thay đổi được, $ C_ {1} $. Tương tự, mạch kết thúc bao gồm sự kết hợp song song của điện trở, $ R_ {2} $ và tụ điện, $ C_ {2} $.

Sơ đồ mạch trên được sửa đổi dưới dạng bridge circuit và nó được hiển thị trong hình dưới đây.

Chúng ta có thể cân bằng cầu bằng cách điều chỉnh giá trị của tụ điện biến đổi, $ c_ {1} $. Chúng ta sẽ thảo luận về khái niệm cầu trong các chương sau. Trong lúc này, hãy xem xét những điều saubalancing condition of AC bridge.

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

Substitute, trở kháng $ Z_ {1}, Z_ {2}, Z_ {3} $ và $ Z_ {4} $ là $ R_ {1}, \ frac {1} {j \ omega C_ {1}}, R_ { 2} $ và $ \ frac {1} {j \ omega C_ {2}} $ tương ứng trong phương trình trên.

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

$ \ Rightarrow R_ {1} C_ {1} = R_ {2} C_ {2} $ Phương trình 1

Theo nguyên tắc phân chia điện áp, chúng ta sẽ nhận được voltage across resistor, $R_{2}$ như

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

attenuation factorlà tỷ số giữa điện áp đầu vào, $ V_ {i} $ và điện áp đầu ra, $ V_ {0} $. Vì vậy, từ phương trình trên, chúng ta sẽ nhận được hệ số suy giảm, $ \ alpha $ là

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

$ \ 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} $ Phương trình 2

Từ phương trình 2, chúng ta có thể kết luận rằng giá trị của $ R_ {1} $ lớn hơn hoặc bằng giá trị của 2 đối với các giá trị nguyên của $ \: \ alpha> 1 $.

Thay thế phương trình 2 trong phương trình 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)} $ Phương trình 3

Từ phương trình 3, chúng ta có thể kết luận rằng giá trị của $ C_ {1} $ nhỏ hơn hoặc bằng giá trị của $ C_ {2} $ đối với các giá trị nguyên của $ \ alpha> 1 $

Example

Hãy để chúng tôi tìm các giá trị $ R_ {1} $ và $ C_ {1} $ của một đầu dò có hệ số suy giảm, $ \ alpha $ là 10. Giả sử, $ R_ {2} = 1 M \ Omega $ và $ C_ {2} = 18pF $.

Step1 - Chúng ta sẽ nhận được giá trị $ R_ {1} $ bằng cách thay thế các giá trị của $ \ alpha $ và $ R_ {2} $ trong Phương trình 2.

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

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

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

Step 2 - Chúng tôi sẽ nhận được giá trị của $ C_ {1} $ bằng cách thay thế các giá trị của $ \ alpha $ và $ C_ {2} $ trong Phương trình 3.

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

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

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

Do đó, các giá trị $ R_ {1} $ và $ C_ {1} $ của một đầu dò sẽ là $ 9M \ Omega $ và $ 2pF $ tương ứng với các thông số kỹ thuật đã cho.

Đầu dò hoạt động

Nếu đầu thăm dò bao gồm các thành phần điện tử hoạt động, thì nó được gọi là active probe. Sơ đồ khối của đầu dò hoạt động được hiển thị trong hình dưới đây.

Như trong hình, đầu dò bao gồm bộ theo nguồn FET theo tầng với bộ theo bộ phát BJT. Bộ theo nguồn FET cung cấp trở kháng đầu vào cao và trở kháng đầu ra thấp. Trong khi đó, mục đích của bộ theo dõi bộ phát BJT là nó tránh hoặc loại bỏ sự không phù hợp trở kháng.

Hai phần còn lại, chẳng hạn như cáp đồng trục và mạch kết cuối vẫn giữ nguyên trong cả đầu dò chủ động và thụ động.