오실로스코프 패시브 프로브의 원리 분석
엔지니어들이 흔히 사용하는 패시브 전압 프로브의 10배인 Rp(9MΩ)와 Cp는 프로브 팁에 위치하며, Rp는 프로브 입력 임피던스, Cp는 프로브 입력 커패시턴스, R1(1MΩ)은 오실로스코프의 입력 임피던스, C1은 오실로스코프의 입력 커패시턴스, 동축 케이블의 등가 커패시턴스, 값 조합의 프로브 보상 상자 커패시턴스. 정확하게 측정하려면 두 RC 시간 상수(RpCp 및 R1C1)가 동일해야 합니다. 불균형은 측정된 파형의 왜곡을 가져오며 상승 시간 및 진폭과 같은 일부 매개변수의 부정확한 측정을 유발하지 않습니다. 따라서 측정 결과의 정확성을 보장하려면 측정 전에 오실로스코프 프로브의 작업을 교정해야 합니다. 프로브의 신호 모델에서 신호의 DC 측정의 경우 입력 커패시턴스 Cp 및 C1이 개방 회로와 동일하다는 것을 분석할 수 있습니다. 신호는 Rp와 R1로 나누어지고 최종 오실로스코프 입력은 Vout=[R1/Rp+R1]*Vin=1/10*Vin입니다.
오실로스코프 오실로스코프에 대한 입력 신호는 측정할 입력 신호의 1/10로 감쇠됩니다. 더 높은 주파수 입력 신호의 경우 신호에 대한 용량성 리액턴스의 영향이 임피던스보다 더 큽니다. 예를 들어, 표준 1MΩ ~ 10pF 패시브 전압 프로브, 입력 신호 주파수는 100MHz, 이때 프로브 입력 용량성 임피던스 Xc(Cp)=1 / (2 × π × f × C) {{7 }}Ω, 용량성 임피던스는 9MΩ의 프로브 임피던스보다 훨씬 작으며, 신호 전류는 저저항 회로에서 제공되는 입력 커패시턴스를 통해 더 많아지며, 9MΩ 임피던스의 고저항 회로는 바이패스와 동일합니다. 159Ω의 등가 임피던스 이후 159Ω 및 9MΩ 병렬 연결로도 이해될 수 있습니다. 이때 오실로스코프 신호 진폭(AC/고주파)에 대한 실제 입력은 프로브의 입력 커패시턴스뿐만 아니라 루프의 총 커패시턴스 비율에 의해 결정됩니다. 이는 다음과 같습니다. Vout=[Cp/Cp+C1]*빈
일반적으로 패시브 프로브 케이블의 용량성 부하는 8-10pF/피트(1피트 피트=12인치 인치=0.3048미터 미터)이고 상승 시간은 1.5nS/피트입니다. 6피트 케이블의 경우 60pF의 커패시턴스에 일반 오실로스코프의 20pF 입력 커패시턴스와 대략 90pF 정도의 일부 스트레이가 있습니다. 1:10 전압 분할에 따르면 Vout/Vin=[10/10+90]=1/10 입력 감쇠 특성을 충족하려면 프로브의 입력 커패시턴스가 약 10pF여야 합니다. 일부 오류의 프로브 및 케이블 커패시턴스를 고려하면 회로 보상을 수행하기 위해 프로브 보상 커패시턴스 상자를 사용해야 합니다. 오류로 인해 패시브 전압 프로브 입력 커패시턴스는 일반적으로 8~12pF 사이입니다. . 현재 주류 10배 패시브 전압 프로브 입력 부하 모델은 일반적으로 입력 커패시턴스 8~12pF, 입력 저항 9MΩ입니다.
