Jaký vliv mají aktivní sondy osciloskopu na měření?
Spojovací úsek před zesilovačem je úsekem propojovacího vedení s neřízenou impedancí s velkou ekvivalentní kapacitou a ekvivalentní indukčností, což má velký vliv na šířku pásma systému, vstupní impedanci při vysokých frekvencích a charakteristiky frekvenční odezvy; zadní strana zesilovače je obvykle 50 Ω přenosová linka, která má řízenou impedanci a má menší dopad na šířku pásma systému.
Nejjednodušší způsob, jak snížit dopad vodičů na šířku pásma systému, je zkrátit délku spojovacího vedení mezi sondou a zkoušeným zařízením. Příklad je znázorněn na obrázku níže, kde byla v testu použita 2GHz jednokoncová aktivní sonda. Šířka pásma systému je různá při použití různých propojovacích doplňků, čím kratší je použité front-end příslušenství, tím vyšší je šířka pásma systému.
Při použití těchto různých spojení pro stejný signál s dobou náběhu 1ns lze vidět, že čím kratší jsou použitá spojení, tím větší je šířka pásma systému a tím strmější je měřená náběžná hrana.
Avšak v některých případech, aby bylo možné využít pohodlí zesilovače sondy, musí být v určité vzdálenosti od testovacího bodu, je tento úsek spojovacího vedení obvykle zobrazen jako indukční, pokud indukční efekt způsobený tímto vedením není kompenzován Tento úsek dlouhého spojovacího vedení velmi snadno způsobí oscilaci signálu. Následující dva grafy znázorňují výsledky 4GHz jednokoncové aktivní sondy s 2- palce dlouhým vedením na 500MHz hodinovém signálu s dobou náběhu 100ps. Na obrázku vlevo se 2-palce dlouhý vodič nehodí a měřený hodinový signál má vážné oscilace a zkreslení; na obrázku vpravo je zdroj 2-palcového vodiče přizpůsoben vhodným rezistorem a oscilace a zkreslení signálu jsou výrazně sníženy.
Proto v sondě a délku vedení nelze zkrátit, použití vhodného rezistoru v blízkosti testovacího bodu konce přizpůsobení signálu může zlepšit dopad indukčnosti vedení, specifické použití velikosti přizpůsobení odpor by měl být založen na délce vedení a dalších charakteristikách simulace a výpočtu. Obrázek níže ukazuje dvě rozdílové sondy používané pro diferenciální pájení a bodové testovací sondy. Je vidět, že v případě vysoké frekvence je pro zlepšení věrnosti měření signálu i u velmi krátkých vedení nutné provést vhodné přizpůsobení. Jedna věc, kterou je třeba poznamenat o přizpůsobení odporu je, že tento přizpůsobovací rezistor pouze snižuje oscilaci signálu způsobenou dlouhými vodiči a má omezené zlepšení šířky pásma; pokud je délka předního vedení příliš dlouhá, šířka pásma systému bude stále klesat.
Jak již bylo zmíněno dříve, pro zvýšení šířky pásma aktivní sondy je kromě použití zesilovače s vysokou šířkou pásma nutné minimalizovat délku neřízené impedanční přenosové linky od testovacího bodu k zesilovači sondy a přizpůsobit odpor na přední konec spojovacího vedení. Zesilovače s velkou šířkou pásma však vyžadují složité stínění, přizpůsobení a napájení a nejsou nijak zvlášť malé, takže jejich použití je nepohodlné, pokud jsou navrženy příliš blízko testovacího bodu. Aby bylo zajištěno snadné použití a velká šířka pásma měření, mnoho sond s velkou šířkou pásma na dnešním trhu má rozdělenou strukturu.
Tento typ sondy se skládá ze dvou částí, zesilovače sondy a přední části sondy, které jsou propojeny koaxiálním konektorem 50Ω. Obvykle je impedance přední části zesilovače sondy neřízená, takže délka této části má velký vliv na signál, zatímco přední část sondy InfiniiMax má vepředu pouze krátkou část (asi 5 mm), tj. neřízená impedance, což je velmi krátký přívod a zajišťuje tak velkou šířku pásma měření; a zadní část přední části sondy (asi 10 cm) je 50Ω koaxiální přenosové vedení, které má malý vliv na šířku pásma systému. Část za čelem sondy (cca 10 cm) je 50 Ω koaxiální přenosové vedení, jehož délka má malý vliv na šířku pásma systému. Proto s touto strukturou může být na jedné straně šířka pásma sondy širší, na druhé straně může být zesilovač sondy dále od testovacího bodu, takže velikost přední části sondy je menší a tím jednodušší použít. Tato rozdělená struktura zároveň umožňuje uživatelům měnit různé testovací přední konce podle různých testovacích potřeb, jako je bodové měření, svařování, zvedáky a tak dále.
