Wat zijn de effecten van actieve oscilloscoopsondes op metingen?
Het aansluitgedeelte voor de versterker is een verbindingslijn met ongecontroleerde impedantie, die veel equivalente capaciteit en equivalente inductie heeft. Dit onderdeel heeft een grote impact op de systeembandbreedte, ingangsimpedantie bij hoge frequenties en frequentieresponskarakteristieken; achter de versterker bevindt zich meestal een transmissielijn van 50Ω. Dit onderdeel is impedantiegestuurd en heeft minder impact op de systeembandbreedte.
De eenvoudigste manier om de impact van kabels op de systeembandbreedte te verminderen, is door de lengte van de verbindingsdraad tussen de sonde en het te testen apparaat te verkorten. De onderstaande figuur is een voorbeeld. Bij de test wordt gebruik gemaakt van een 2GHz actieve sonde met één uiteinde. Bij gebruik van verschillende aansluitaccessoires is de bandbreedte van het systeem anders. Hoe korter het gebruikte front-endaccessoire, hoe hoger de bandbreedte van het systeem.
In sommige gevallen moet de versterker van de sonde echter voor het gebruiksgemak op een bepaalde afstand van het testpunt staan. Dit deel van de verbindingsleiding gedraagt zich doorgaans inductief. Als het door dit stuk leiding veroorzaakte inductie-effect niet wordt gecompenseerd, zal dit lange stuk verbindingslijn dat wel doen. Het is gemakkelijk om signaaloscillatie te veroorzaken. De volgende twee afbeeldingen zijn de resultaten van het meten van hetzelfde 500 MHz kloksignaal met een stijgtijd van 100 ps met behulp van een 4 GHz actieve sonde met één uiteinde via een 2- inch lange kabel. In de afbeelding aan de linkerkant is de 2-inch lange draad op geen enkele manier gematcht, en het gemeten kloksignaal oscilleert en vervormt zeer ernstig; in de afbeelding rechts wordt het bronuiteinde van de 2-inch lange kabel op elkaar afgestemd via een geschikte weerstand, waardoor het signaal oscilleert en de vervorming aanzienlijk wordt verminderd.
Wanneer de kabellengte van de sonde en het te testen apparaat niet langer kan worden ingekort, kan het gebruik van een geschikte weerstand om het signaal aan het ene uiteinde dichtbij het testpunt aan te passen, de impact van de kabelinductie verbeteren. De specifieke maat van de gebruikte bijpassende weerstand moet gebaseerd zijn op de maat van de leiding. Kenmerken zoals lengte worden gesimuleerd en berekend. De onderstaande afbeelding toont de differentiële las- en puntsondes die door twee differentiële sondes worden gebruikt. Het is duidelijk dat in het geval van hoge frequenties, om de betrouwbaarheid van de signaalmeting te verbeteren, zelfs zeer korte kabels op de juiste manier op elkaar afgestemd moeten worden. Eén ding om op te merken bij het matchen van weerstanden is dat deze matching-weerstand alleen de signaaloscillatie vermindert die wordt veroorzaakt door lange draden, en een beperkte verbetering in bandbreedte heeft. Als de lengte van de front-end lead te lang is, zal de bandbreedte van het systeem nog steeds afnemen.
Zoals eerder vermeld, moet u, om de bandbreedte van een actieve sonde te vergroten, naast het gebruik van een versterker met hoge bandbreedte ook de lengte van de ongecontroleerde impedantietransmissielijn van het testpunt naar de sondeversterker minimaliseren en de test uitvoeren op de voorkant van de verbindingslijn. Weerstand aanpassing. Meestal vereisen versterkers met hoge bandbreedte echter complexe afscherming, afstemming en voeding, en hun formaat is niet bijzonder klein. Als de versterker te dicht bij het testpunt is ontworpen, is het gebruik erg lastig. Om tegelijkertijd gebruiksgemak en een hoge meetbandbreedte te garanderen, gebruiken veel sondes met hoge bandbreedte op de markt nu een gesplitste structuur.
Deze sonde bestaat uit twee delen: de sondeversterker en de voorkant van de sonde, die zijn aangesloten via een 50Ω coaxiale connector. De impedantie van het voorste deel van de gebruikelijke sondeversterker is ongecontroleerd, dus deze lengte heeft een grote impact op het signaal. Slechts een kort gedeelte (ongeveer 5 mm) van de voorkant van de InfiniiMax-sonde heeft echter een ongecontroleerde impedantie. Dit onderdeel De stroomdraad is erg kort om een hoge meetbandbreedte te garanderen; en het deel achter het voorste uiteinde van de sonde (ongeveer 10 cm) is een coaxiale transmissielijn van 50 Ω, en de lengte van dit deel heeft weinig invloed op de systeembandbreedte. Daarom kan, na het aannemen van deze structuur, enerzijds de bandbreedte van de sonde breder worden gemaakt, en anderzijds kan de sondeversterker verder weg van het testpunt worden geplaatst, waardoor de grootte van de voorkant van de sonde kleiner en gemakkelijker te maken is. gebruik. Tegelijkertijd maakt deze gesplitste structuur het voor gebruikers mogelijk om verschillende testfrontends te vervangen op basis van verschillende testbehoeften, zoals punttesten, lassen, vijzelen, enz.
