Principanalyse af passive oscilloskopsonder
Ingeniører, der almindeligvis bruges 10 gange den passive spændingssonde Rp (9MΩ) og Cp er placeret i sondespidsen, Rp for sondeindgangsimpedansen, Cp for sondeindgangskapaciteten, R1 (1MΩ) repræsenterer oscilloskopets indgangsimpedans, C1 repræsenterer oscilloskopets indgangskapacitans og koaksialkablets ækvivalente kapacitans samt sondekompensationsboksens kapacitans for kombinationen af værdier. For at måle nøjagtigt skal de to RC-tidskonstanter (RpCp og R1C1) være ens; enhver ubalance vil medføre en forvrængning af den målte bølgeform og aldrig forårsage unøjagtige målinger af nogle parametre såsom stigningstid og amplitude. Derfor er det nødvendigt at kalibrere oscilloskopsondens arbejde før måling for at sikre nøjagtigheden af måleresultaterne. Ud fra sondens signalmodel kan vi analysere, at for DC-måling af signalet svarer indgangskapaciteten Cp og C1 til et åbent kredsløb. Signalet divideres med Rp og R1, og den endelige oscilloskopindgang er: Vout=[R1/Rp+R1]*Vin=1/10*Vin
Oscilloskop Indgangssignalet til oscilloskopet dæmpes til 1/10 af det indgangssignal, der skal måles. for højere frekvens indgangssignaler vil effekten af kapacitiv reaktans på signalet være større end impedansen. For eksempel, en standard 1MΩ ~ 10pF passiv spændingssonde, indgangssignalets frekvens på 100MHz, på dette tidspunkt, sondens input kapacitive impedans Xc (Cp)=1 / (2 × π × f × C) {{7 }}Ω, kapacitiv impedans er meget mindre end probeimpedansen på 9MΩ, signalstrømmen vil være mere gennem inputkapacitansen fra lavmodstandskredsløbet, højmodstandskredsløbet på 9MΩ impedans svarer til bypass. Kan også forstås som 159Ω og 9MΩ parallelforbindelse efter den ækvivalente impedans på 159Ω. På dette tidspunkt bestemmes det faktiske input til oscilloskopets signalamplitude (AC / høj frekvens) af sondens indgangskapacitans samt forholdet mellem sløjfens samlede kapacitans, svarende til: Vout=[Cp/Cp+C1]*Vin
Et passivt sondekabel har typisk en kapacitiv belastning på 8-10pF/fod (1 fod fod=12 tommer=0.3048 meter meter) og en stigetid på 1,5 nS/fod. For et 6-fods kabel er der 60pF kapacitans plus 20pF-indgangskapacitansen for et typisk oscilloskop og noget omstrejfende, omkring 90pF eller deromkring. Ifølge spændingsdelingen 1:10 skal sondens indgangskapacitet være omkring 10pF for at opfylde karakteristikken for Vout/Vin=[10/10+90]=1/10 inputdæmpning med en faktor på 10. Under hensyntagen til sonde- og kabelkapacitansen for nogle fejl, er behovet for at bruge sondekompensationskapacitansboksen til at udføre en kredsløbskompensation, på grund af fejlen er passiv spændingssondeindgangskapacitet generelt mellem 8 ~ 12pF . I øjeblikket er den almindelige 10 gange passive spændingssondeindgangsbelastningsmodel generelt indgangskapacitet 8~12pF, indgangsmodstand 9M ohm.
