وبلاگ در باره راهنمای بهینه سازی انتخاب و عملکرد سُند اسسیلوسکوپ

تصور کنید که شما یک مهندس الکترونیک هستید که در حال عیب یابی به یک صفحه مدار پیچیده هستید. در حالی که نوسانگر ابزار تشخیصی اصلی شما است،اثربخشی آن به طور کامل به سُند وابسته است که آن را به مدار شما متصل می کند.پروب ها به عنوان پل حیاتی بین دستگاه مورد آزمایش و ابزار اندازه گیری عمل می کنند و عملکرد آنها به طور مستقیم دقت و قابلیت اطمینان نتایج شما را تعیین می کند.

یک سنجه اسیلوسکوپ سیگنال ها را از مدار آزمایش به اسیلوسکوپ برای نمایش و تجزیه و تحلیل منتقل می کند. یک سنجه معمولی شامل سه جزء اصلی است:سر سنجه (که شامل اتصال نقطه آزمایش است)، یک کابل انعطاف پذیر و یک کانکتور که با ورودی نوسانگر در ارتباط است.

با این حال، این اتصال کامل نیست. هر کاوشگر تا حدی بر عملکرد مدار تأثیر می گذارد، و نوسانگر فقط می تواند آنچه را که کاوشگر ارائه می دهد نشان دهد.سُند ایده آل حداقل بر مدار تاثیر می گذارد در حالی که به طور کامل صداقت سیگنال را حفظ می کندسازش ها در هر دو منطقه می توانند اندازه گیری های گمراه کننده ای را ایجاد کنند.

در حالی که اتصال آسان مطلوب است، هیچ کاوشگر واحد برای همه برنامه ها مناسب نیست. سرهای کاوشگر کوچک و آداپتورهای تخصصی برای فناوری نصب سطح با چگالی بالا (SMT) بهترین کار را انجام می دهند.در حالی که مدارهای برق صنعتی نیاز به سُند های بزرگتر با حاشیه ایمنی بیشتر دارنداندازه گیری های کنونی نیاز به سُند های کاملاً متفاوت به سبک کلیمپ دارد.

اکثر سنجها شامل لوازم جانبی استاندارد هستند: کلیپ های زمین، ابزار تنظیم تعویض و تثبیتات مختلف نوک برای تسهیل اتصال نقاط آزمایش.

صداقت کامل سیگنال نیاز به کاهش صفر، پهنای باند بی نهایت و پاسخ خطی در تمام فرکانس ها دارد.انتخاب سنجه بر چهار مشخصات کلیدی تمرکز دارد:

1. کم کردن:نسبت ورودی به ولتاژ سیگنال خروجی، به طور معمول در شرایط DC مشخص می شود (به عنوان مثال، سُند های "10X" 1/10 ولتاژ ورودی را ارائه می دهند).
2. پهنای باند:فرکانسی که در آن دامنه سیگنال 3dB (حدود 30٪) کاهش می یابد."تجربه ی سُند/اسکوپ شما باید پنج برابر پهنای باند بالاترین فرکانس سیگنال شما باشد".
3. زمان بالا رفتن:برعکس نسبت به پهنای باند، این اندازه گیری می کند که چگونه به سرعت سُند به انتقال سیگنال پاسخ می دهد. دوباره، سیستم اندازه گیری باید پنج برابر سریعتر از زمان افزایش سیگنال شما باشد.
4. فاز خطي:تضمین می کند که تمام اجزای فرکانس تاخیر مشابهی را تجربه کنند، شکل موج را حفظ کنند. پاسخ فاز غیر خطی سیگنال های پیچیده، به ویژه پالس ها را تحریف می کند.

هر پروب مدار تحت آزمایش را تا حدودی بارگذاری می کند، که به عنوان مقاومت موازی مدل سازی شده است (R_p) و ظرفیت (C_pسه اثر بارگذاری به ویژه توجه لازم دارند:

1. مقاومت ورودی:یک تقسیم کننده ولتاژ را با مقاومت خروجی دستگاه ایجاد می کند که به طور بالقوه ولتاژ اندازه گیری شده را کاهش می دهد.
2. ظرفیت ورودی:در فرکانس های بالاتر به طور فزاینده ای مشکل ساز می شود، لبه های سیگنال را کند می کند و جزئیات فرکانس بالا را تضعیف می کند.
3. محرک سنج:استحکام سرب زمینی می تواند با ظرفیت سنجه تعامل داشته باشد و باعث زنگ زدن در فرکانس های خاص شود.

به حداقل رساندن بار نیاز به انتخاب دقیق سُند و انتخاب نقطه اندازه گیری دارد. نقاط آزمایش با امپدانس پایین (مانند ترانزیستورهای فرستنده) به طور کلی بهتر از گره های امپدانس بالا تحمل می کنند.

سر و صدای محیط زیست از چراغ های فلورسنت، موتورها و سایر منابع می تواند اندازه گیری ها را خراب کند. اکثر سنجها از کابل های کواکسیال با محافظ زمینی برای به حداقل رساندن صدا استفاده می کنند.در حالی که برای سطوح سیگنال معمولی موثر است، اندازه گیری های سطح بسیار پایین ممکن است نیاز به سنجه های تفاضلی تخصصی برای مقابله با سر و صدا حالت معمولی داشته باشد.

این سُند های گران قیمت و محکم که فقط حاوی اجزای منفعل (مقاوم، خازن ها، کابل ها) هستند، طیف گسترده ای از پویایی را ارائه می دهند اما از ظرفیت ورودی بالاتر رنج می برند. پیکربندی های رایج عبارتند از:

• سُند های 1X (حساسیت حداکثر اما پهنای باند محدود)
• سُند های 10X (عرض باند/حساسیت سازش)
• سنجه های قابل تغییر 1X/10X (تنوع)

شامل تقویت کننده ها (که نیاز به قدرت دارند) ، این ها پهنای باند برتر و ظرفیت ورودی پایین تری را فراهم می کنند اما با هزینه بالاتر با محدوده ولتاژ محدود.نوک های فشرده آنها برای بررسی دستگاه های نصب شده بر روی سطح عالی هستند.

برای اندازه گیری سیگنال های ارجاع داده شده به یکدیگر (نه زمین) ضروری است، این استفاده از تقویت کننده های داخلی متناسب برای رد سر و صدا حالت مشترک در حالی که حفظ سیگنال های فرکانس فرکانس بالا است.

این دستگاه ها جریان را با تشخیص میدان مغناطیسی اطراف یک رسانا اندازه گیری می کنند و آن را به ولتاژ متناسب تبدیل می کنند. دو نوع اصلی وجود دارد:

• فقط AC (بر اساس ترانسفورماتور)
• AC/DC (اضافه حسگرهای اثر هال برای اندازه گیری DC)

تعویض مناسب سنجه منفعل برای اندازه گیری دقیق ضروری است. این تنظیم، کاهش AC سنجه را با ورودی خاص نوسانگر شما مطابقت می دهد:

1. اتصال به خروجی کالیبراسیون دامنه
2. با استفاده از ابزار تنظیم، تنظیم برای امواج مربع صاف بالا
3. اجتناب از جبران بیش از حد (پرده های گرد) یا جبران کم (جبران بیش از حد)

روش های مختلف اتصال برای سناریوهای مختلف مناسب است:

• نوک های پرتاب شده به بهار برای نقاط آزمایش و کانکتورها
• نوک سوزن تیز برای سنجش دقیق SMT
• حداقل سازی سرب زمینی برای اندازه گیری های فرکانس بالا

انتخاب سُند نوسانگر مناسب نیاز به بررسی دقیق ویژگی های سیگنال، الزامات اندازه گیری و محدودیت های مدار دارد.اثرات بارگذاری، و طراحی های خاص برنامه، مهندسان می توانند دقت اندازه گیری را در سناریوهای مختلف آزمایش الکترونیکی تضمین کنند.