wz
Logo
Úvod O mně

Hobbies

KoloBastlení

ČVUT - FEL

EaIEaSTAE

Ostatní

DownloadKontaktOdkazy

aktualizace 2.01. 2007

Osciloskopické sondy 1:1/1:10

Poté co jsem za hubičku získal mazlíka Tesla BM 556 (2-kanál,25Mhz), jsem řešil problém jak s tím skopem měřit :). Prodávané sondy 1:1/1:10 byly 10x dražší než samotný osciloskop, což jsem považoval za šarlatánství. Inu nezbývalo než si vyrobit sondy sám. Oprášil jsem znalosti z měřek ve škole a pustil se do toho.

Predek
Vrch

Začneme troškou teorie, na obrázku je vidět schéma zapojení, není to nic složitého, jenom paralelně zapojený kondík a odpor. Nestačí pouze odporový dělič, je nutné sondu kompenzovat pro správnost zobrazení). Celé to vysí na jednom výpočtu, ale musíme brát zřetel na jednu věc a to na kapacitu kabelu. Základem je znát vstupní kapacitu a a vstupní odpor osciloskopu(Ro a Co) no a zbytek dopočítáme podle poměru sondy jaký chceme, v našem případě 1:10 (pro sondu 1:1 nic nepočítáme, nic nekompenzujeme).

Dead

Tak tady máme ten vzorec:         Rp/Ro = Co/Cp

V mém případě jsou Ro = 1 MOhm a Co = 25 pF

A výpočet:
Chceme poměr 1:10...tzn. Rp = 9 MOhm a Cp dopočítáme...

Rp/Ro = Co/Cp
Cp = Co*Ro/Rp
Cp = 25*1/9
Cp = 2,77 pF

Ovšem tento výsledek je nepoužitelný, a to díky výše zmíněné kapacitě koax. kabelu. Při aplikaci 2,77 pF kondíku dostaneme absolutně nedokompenzovanou sondu. Musíme započítat kapacitu kabelu:
Ckabelu = 102pF/m

Kompenzujeme sondu 1:10,takže se v poměru dělí i kapacita:
C = 102/10 = 10,2 pF

A nyní konečně můžeme spočítat výslednou kapacitu použitou pro kompenzaci:
Cvysl = Cp + C = 2,77 + 10,2 = 12,97 pF
Cvysl = 2,77 + 10,2 = 12,97 pF
Cvysl = 12,97 pF

Pokusem jsem stanovil hodnotu kapacity na +- 13 pF. A vida!!! ono to souhlasí :). Pro realizaci jsem jako nejlepší řešení zvolil foliový kapacitní trimr (je možné přesné nastavení,nebo pozdější doladění).

Vnitrek
Vnitrek

Na obrázcích výše je vidět detail sondy a použité součástky. Tyto sondy docela ždímou peněženku, jeden pár sond mě vyšel na cca 200Kč!!! a to jenom díky tomu že jsem koupil sadu měřících hrotů (80 Kč) (vše se dalo pěkně použít a díky šroubovacím hrotům a banánkům vznikly universální sondy). Konstrukce je závislá na tom,jaké provedení si představujete. Já jsem zvolil silnou fixu,kvůli možné integraci přepínače děliče sondy, btw asi to je nejlepší řešení.

Soupiska součástek 1 sonda
Název Typ Cena
Rp 7 MOhm + 2 MOhm 2 Kč
Cp Foliový trimr 4-20 pF 13 Kč
Pouzdro Tesco fixa 12 Kč
Kabel BNC 50 Ohm 1,2 m 15 Kč
Konektor Vidlice BNC 50 Ohm 13 Kč
Přepínač Mini přepínač 3 Kč
Celkem 60 Kč

A teď něco k již zmiňované kompenzaci. Pro kompenzaci je nejlepší použít obdélníkový signál, amplituda je volná,prostě aby něco bylo na stínítku vidět (já doporučuji 1 kHz a 1V amplitudu). Na následujících třech obrázcích jsou vidět účinky kompenzace.Na prvním obrázku je podkompenzovaný (viditelná zaoblená náběžná a sestupná hrana) průběh, na druhém překompenzovaný (překmit na náběžné a sestupné hraně) a konečně na třetím je vidět správně kompenzovaná sonda. Kompenzovaného stavu dosáhneme otáčením kapacitního trimru. Po zasazení do pouzdra je vhodné ještě jednou proměřit kompenzaci, zda se něco nepo....

Vnitrek
Zadek
Vnitrek

Hodně úspěchů při měření a bastlení :).