オシロスコープ用のアクティブプローブ。スキーム、説明

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オシロスコープ用アクティブプローブ。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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最新のオシロスコープの入力容量は約30〜50pFです。測定時には、接続ケーブルの静電容量が加算され、合計入力静電容量は100〜150pFに達します。これにより、測定結果に大きな歪みが生じたり、テープレコーダーの録音アンプの出力段のノッチフィルターなどの設定が正しくなかったりする可能性があります。そのため、測定器の導入容量に重要な回路を研究する場合は、入力抵抗が大きく容量が小さい特殊な整合装置を使用する必要があります。

ほとんどの実際の作業では、1 つの主なタイプのデバイスが必要です。伝送係数 K> 50 の低振幅高調波信号 (1 ... 10 mV) 用と、高振幅信号 (最大 20 ... 伝送を持つ) 用です。係数 K=0,2...0,5.

近年、比較的高電圧で動作する高速アナログおよびデジタルマイクロ回路（幅広い使用のためのオペアンプ、K561シリーズのマイクロ回路-最大15 V）が広く使用されているため、広い電圧で動作するデバイスの必要性が明らかになりました。一定の信号成分を送信する能力を備えた範囲。

オシロスコープ用のアクティブプローブ
Pic.1

プローブの形をしたそのようなデバイスの図を図に示します。 1. MOSトランジスタを使用した古典的なソースフォロワ回路に従って作られており、最小限の部品で構成されています。動作周波数範囲は 5 ～ 7 MHz です。電力は、15 ～ 7 V の電圧を持つ任意の電流源 (たとえば、0,115D-1.1-U4 蓄電池や Krona、Korund ガルバニック電池など) から供給されます。プローブの入力容量は 3 pF 以下、入力抵抗は 0 MΩ 以上です。 Uin=2,5の出力電圧は7Vです。入力電圧範囲は負値の領域(カットオフ前)は13V、正値の領域(制限開始前)は9Vです。 ) は Upit=26V で 15V、Upit=XNUMXV で XNUMXV です。

指定された周波数範囲での透過係数は0,4です。

抵抗R1とR2は入力分圧器を形成し、コンデンサC1は周波数補償に使用されます。

特定のトランジスタのパラメータが大きく異なるため、プローブ設計の特性も主にカットオフ電圧と伝達係数が異なる場合があります。負の入力電圧の領域で最大動作範囲を得るには、最大 (絶対値) のカットオフ電圧を持つトランジスタを使用する必要があります。著者は、Uzi otc = 4,2 V のトランジスタを使用しました。ほとんどの KP305I トランジスタは、Uzi ots の値が小さいため、必要に応じて、入力分圧器のゲインを下げることによって、たとえば抵抗を大きくすることによって、プローブのカットオフ電圧を上げることができます。抵抗R1。ただし、最大電圧または最小電圧の調整が必要な多くの測定では、信号の正の半波で調整できるため、プローブのカットオフ電圧値は重要ではありません。

プローブは、フェルトペンのケースに組み込まれています。インストールは、追加の構造要素を使用せずに容積測定です。無線要素の結論は、互いに直接接続されています。プローブは、30 cm 以内のシールドケーブルでオシロスコープに接続されます。

設計では抵抗タイプ MLT-0,125 を使用しました。コンデンサC1は構造的で、直径0,15 ... 0,35 mmのPEVワイヤで作られています。ワイヤは、抵抗器 R1 の (図によると) 左側の端子にはんだ付けし、右側の端子に 12 回巻く必要があります。巻数を変えることで静電容量を選択します。このようにして得られたコンデンサの調整の最後に、粒子の細かいサンドペーパーでトラックをきれいにし、錫を塗り、薄い層にはんだ付けします（寄生インダクタンスを除去するため）。

プローブを取り付ける際は、静電気による電界効果トランジスタの破壊や主電源からの干渉を防ぐための対策を講じる必要があります。

デバイスのセットアップは、必要な伝達係数を取得するための校正と、コンデンサC1の静電容量の選択で構成されます。校正には、安定化されたDC電源と電圧計を使用する必要があります。抵抗R1の抵抗を選択することにより、出力の初期バイアス電圧を考慮しながら、伝達係数をK = 0,4（または0,5）に設定します。

コンデンサ C1 の静電容量を選択する場合、出力信号振幅 2 ～ 10 V、繰り返し周波数 1 ～ 10 kHz の矩形パルス発生器が必要です。急峻な前線を提供するには、K155、K176、K561 シリーズのマイクロ回路などでトリガー分周器を使用できます。周波数補償コンデンサ C1 の静電容量を変更することにより、オシロスコープの画面上で前面を遮ることなく矩形パルスが得られます。前面でのサージの振幅は、パルス振幅の 10% を超えてはなりません。静電容量が大きすぎると、前面に沿って大きなサージが発生し、不十分です-締め付けます。

製造された構造の本体には、デバイスパラメータ（入力容量、抵抗、伝達係数）を刻印する必要があります。

DC成分の読み出しで測定を行う場合、オシロスコープは読み出しレベルに合わせて補正する必要があります。これを行うには、プローブ入力を閉じ、オシロスコープのビームをゼロに設定します。

著者: A. グリシン、モスクワ。出版物: N. ボルシャコフ、rf.atnn.ru

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