Vlad_SN

ВЧ щуп для осциллографа своими руками

14 сообщений в этой теме

Vlad_SN    0

Как устроен высокочастотный щуп для осциллографа? У него должна быть меньше входная емкость?
Сейчас посмотрел параметры для HP-9251R (1:10, 250МГц) - 17 пФ, 10 МОм и для P-6501R (1:10, 500МГц) - 16пФ, 10МОм.
Но и для HP-9100 (1:10 100МГц) параметры точно такие же: 17 пФ, 10 МОм.
Больше ничего для этих щупов не указано. В чем разница? Кроме цены. В кабеле? За счет чего P-6501R пропускает большую полосу частот, аж до 500 МГц?
Реально ли сделать такой ВЧ щуп своими руками? Купил бы, но сейчас нет возможности.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Быстрый заказ печатных плат

Полный цикл производства PCB по низким ценам!

  • x
    мм
Заказать Получить купон на $5.00
KRAB    3 906

1. АЧХ

2. НЕТ

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Vlad_SN    0
9 часов назад, KRAB сказал:

1. АЧХ

А за счет чего?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
IlCF    64
3 часа назад, Vlad_SN сказал:

А за счет чего?

Да ни за счёт чего - не даст ни один пассивный щуп полосу 500 МГц. И 250 - тоже. Да и 100 с трудом и искажениями. Ибо:

1. Уже на частотах ~30-50 МГц начинает существенно сказываться индуктивность кабеля. Её можно компенсировать, но до определенного предела.

2. Уже при частоте 10 МГц реактивное сопротивление входной ёмкости в 15 пФ составляет 1(один) кОм. А на 100 МГц - 100 Ом. Сравните это с 1 мегаомом высокоомного входа и сделайте выводы, куда потечёт ток. А заодно прикиньте, как повлияет это сопротивление на исследуемую цепь.

3. При частоте 100 МГц длина волны в кабеле (т.е. с учётом укорочения длины волны) составляет 2 метра. Т.е. даже полуметровый кабель на таких частотах уже является т.н. "длинной линией", что приводит к массе различных эффектов типа отражений сигнала от концов линии и т.п. Однако, что самое интересное, если длинную линию согласовать по сопротивлению с источником сигнала и/или нагрузкой (лучше всё-таки и с тем, и другим), то её индуктивность и ёмкость перестают влиять на передаваемый сигнал. Т.е., проще говоря, если сделать выходное сопротивление источника сигнала и входное сопротивление нагрузки равными волновому сопротивлению кабеля, то в идеальном случае этот кабель вообще не будет вносить искажения в сигнал, даже при большой длине.

Именно поэтому на частотах свыше 100 МГц используются активные пробники с входной ёмкостью ~1-3 пФ, передающие сигнал по согласованной линии (кабелю с заданным волновым сопротивлением) на согласованную нагрузку.

Вообще, исходить следует из параметров вашего осциллографа. У вас есть аппарат на 500 МГц? Или на 250? Если да, то тогда высокочастотный щуп вам необходим. Однако, все (ещё раз - все) такие аппараты имеют входное сопротивление 50 Ом, а потому шупы 1:10, рассчитанные на входное сопротивление 1 МОм, к ним категорически не подходят. А если у вас аппарат на 50 МГц или меньше, то нет смысла заморачиваться щупами на 250 МГц.

Изменено пользователем IlCF
  • Одобряю 1

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Vlad_SN    0

Про длинные линии в курсе, спасибо.
У меня OWON SDS7102V - 100 МГц.
Input impedance 1MΩ±2%, in parallel with 10pF±5pF. Щупы комплектные T5100.

Почему я вообще задался этим вопросом. Мне нужно проверить один сигнал, на нем, в начале, есть непонятный всплеск длиной 2-3 нс противоположной полярности, которого по-идее быть не должно.
Вот ищу причину - не щуп ли вносит искажение. Или сам осциллограф. Хотел попробовать другой, более высокочастотный щуп, который с меньшей вероятностью будет чудить. Как-то так.

Может, думаю, входная емкость щупа заряжается и вносит искажение... Но вроде не должна. Будем думать.

Изменено пользователем Vlad_SN

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
IlCF    64

@Vlad_SN, щуп может вносить искажения. Точнее даже искажения может вносить система "входная ёмкость осциллографа - щуп - измеряемая цепь". Учитывая, что для импульсов 2-3 нс может начать "звенеть" и сам кабель, да и ёмкость 10-15 пФ уже очень сильно влияет, я бы предложил вам сделать вот такую штуку:

probe1.thumb.jpg.3cc4fd7bda53e2b66cf4c2a9f69f1ac4.jpg

Схема её проста, обычный делитель. Разве что конденсатор приходится делать хитрым:

probe3.jpg.4909d4291cb2fe80f1a4ce97cc6e97b9.jpg

Конструкция вот такая:

probe2.thumb.jpg.5ab16f1a2356b1db9cd9af4b6071e8d8.jpg

Т.к. заявленная входная ёмкость вашего осциллографа порядка 10 пФ, суммарная ёмкость С1С2 должна быть порядка 1 пФ. Точно получить её, понятно, непросто. Можно сделать коэффициент деления не 10, а, скажем, 3 - тогда и ёмкость будет больше (резистор R1 тогда тоже нужно будет пересчитать).
С другой стороны, если вам нужно просто посмотреть наличие выброса, а не измерять, то можете вообще обойтись коротким проводком, подключенным ко входу осциллографа через конденсатор ~ 1 пФ

P.S. Только сейчас сообразил: время нарастания ПХ осциллографа с полосой 100 МГц составляет 3.5 нс. Так что уверенно говорить о фиксации таким осциллографом импульсов длиной 2-3 нс никак нельзя. Тем более, что осциллограф цифровой.

Изменено пользователем IlCF

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Vlad_SN    0
19 минут назад, IlCF сказал:

можете вообще обойтись коротким проводком, подключенным ко входу осциллографа через конденсатор ~ 1 пФ

Я вот про это думал - на входе щупа, последовательно, включить конденсатор малой емкости, тогда входная емкость будет меньше 1 пФ. Но лучше, конечно, вообще убрать кабель щупа.

Вот такой положительный импульс. А по-идее, его быть не должно, кривая сразу должна идти в минус. Это я с импульсным высоковольтным генератором на MOSFET-ах играюсь.

20170707_173918.png

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
IlCF    64

Длинный кабель, естественно, нужно убрать - индуктивность ещё никто не отменял. Что касается того, должен там быть выброс или не должен - это вопрос открытый. Как минимум, для этого нужно видеть схему того, где вы измеряете.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Vlad_SN    0

@IlCF , как думаете, реально ли сделать активный ВЧ щуп (на 500 МГц или даже 1 ГГц), который бы не требовал калибровки? Потому что калибровать нечем.

А если только покупать, то какой бы вы посоветовали?

Хочется иметь хороший щуп, не вносящий от себя искажений. Чтобы не грешить хотя бы на него.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
IlCF    64

А что, вариант с моим делителем или одним конденсатором вам не подошёл? Или просто хочется что-то более постоянное и удобное (с длинным кабелем)?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
IlCF    64

Скажу, что вряд ли вы его на обычный BNC-разъём натянете))) А если ближе к делу, то, когда написано полоса "500 МГц" при ёмкости 12.7 пФ и больше не приведено ни одного графика, ни одного условия измерения этой полосы, то возникает стойкое ощущение нае..лова. Нет, безусловно, при каких-то условиях он такую полосу выдаст. Например, по уровню -10 дБ, при мощном низкоимпедансном источнике тестового синусоидального сигнала. Ещё раз повторюсь - посчитайте реактивное сопротивление входной ёмкости 12.7 пФ на частоте хотя бы 100 МГц. Плюс паразитные индуктивности. Единственное, что в данных пробниках реализовано совершенно точно -  согласование кабеля. Достигается оно в пассивных пробниках "хитрой" схемотехникой и применением специального кабеля, но в деталях я не разбирался.

Вообще, по-моему, намного полезнее и интереснее самостоятельно сделать активный пробник. Например, вот вам тема для начала пути в этом направлении:

 

Изменено пользователем IlCF

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Vlad_SN    0

Да, эту тему я видел. Там вроде сошлись на том, что делать самостоятельно ВЧ пробник на 1 ГГц смысла нет. Особенно, когда проверить его не на чем.

Буду что-то думать, не знаю...

P.S. Почему мне уведомления на почту не приходят при ответах в этой теме? Подписан, уведомления включены, оповещения разрешены, а письма на мыло нет.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
IlCF    64

@Vlad_SN, не знаю, кто там и на чём сошёлся, да это и не важно. Важно то, что у вас осциллограф с полосой 100 МГц, а не 250 или 500. И пробник вам нужен такой, который выдаст  полосу 100 МГц с возможно меньшей неравномерностью, желательно - не более 1 дБ (а лучше 0.1 дБ, т.е. фактически линейную). Что касается проверки, то, если подумать, достаточная для любительских целей "поверка" делается очень просто: на один вход подаётся  прямоугольный сигнал через делитель, который я вам показывал выше, а на другой вход - через испытуемый измерительный пробник. Если форма сигналов неотличима, значит, полоса пропускания испытуемого пробника достаточна для неискажённой передачи подаваемого сигнала. Естественно, определяющую роль тут играют параметры этого самого сигнала - частота и особенно время нарастания/спада. Т.к. у вашего осциллографа время нарастания составляет 3.5 нс, то желательно стремиться именно к этому значению, а точнее даже - в несколько раз меньшему (порядка 1 нс). Фронты обычного микроконтроллера Atmega - примерно 7-10 нс. У интегральных кварцевых четырёхвыводных осцилляторов - несколько наносекунд. Так же ВЧ-сигналы с достаточно крутыми фронтами можно найти на материнской плате обычного компьютера.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас


  • Сообщения

    • О как что бы силовой трансформатор влиял на управляющий сигнал затвора верхнего ключа не когда бы не подумал.
    • предлагают "сменить 2n5551 на более диофильский 2SC3071", технически это нормально? У меня есть подлинные KEC эти  - внешне отличаются в лучшую сторону от китовых, но не слушал их, так как поставил фирмовый Санкен и оч. доволен существенному прогрессу в звуке в сравнении с китовыми.
    • Хочешь, я объясню тебе на пальцах... Средний видишь? Встретились Чубайс и Билл Гейтс. Чубайс говорит: Знаешь, Билл, я покруче тебя буду. Билл Гейтс выпадает в осадок: Это почему, мол? Чубайс говорит: Ну, вот смотри. Ты крутой бизнесмен, я крутой бизнесмен. Ты монополист, я тоже монополист. Билл Гейтс: Ну?.. Чубайс: Только хрен ты отключишь тех, кто тебе за Винды не платит!!! 
    • Почему было не задать вопрос людям "в теме"? Есть специальный раздел по МД.
    • Ничиконы обычные, а ФКП Вима раза в 4 крупнее по габаритам именно на 0.1 и 1 мкф которые, МКП Вима там видимо
    • Вольтметры эти уже затёрты до дыр. Собраны на STM.
    • Приобрёл на АЛИ термометр. Предназначен как заявляли для АВТО, но при получении вроде как для компьютера, так укомплектовали по питанию. Естественно разобрал и посмотрел что внутри и какой датчик.  Датчик обычный терморезистор NTC на 10 к. На плате капля   и индикатор и всё что обнаружил. Вольтметр/Амперметр  по видимому собран на ATtny2313 если судить по количеству выводов. Название затёрто.
        Прислали быстро дней 20 прошло. Остался доволен покупками.   Ещё преобрёл тестер компонентов. GM328 и заказал 2 ATmega328 заменю  прошивку на русское меню как придут.