Sondes CRO

Nous pouvons connecter n'importe quel circuit de test à un oscilloscope via une sonde. Le CRO étant un oscilloscope de base, la sonde qui y est connectée est également appeléeCRO probe.

Nous devons sélectionner la sonde de manière à ce qu'elle ne crée aucun problème de chargement avec le circuit de test. Afin que nous puissions analyser correctement le circuit de test avec les signaux sur l'écran CRO.

Les sondes CRO doivent avoir les éléments suivants characteristics.

  • Haute impédance
  • Bande passante élevée

le block diagram de la sonde CRO est illustré dans la figure ci-dessous.

Comme le montre la figure, la sonde CRO se compose principalement de trois blocs. Ce sont la tête de sonde, le câble coaxial et le circuit de terminaison. Le câble coaxial relie simplement la tête de sonde et le circuit de terminaison.

Types de sondes CRO

Les sondes CRO peuvent être classées comme suit two types.

  • Sondes passives
  • Sondes actives

Maintenant, laissez-nous discuter de ces deux types de sondes un par un.

Sondes passives

Si la tête de sonde est constituée d'éléments passifs, elle est appelée passive probe. Le schéma de circuit de la sonde passive est illustré dans la figure ci-dessous.

Comme le montre la figure, la tête de sonde se compose d'une combinaison parallèle de résistance, $ R_ {1} $ et d'un condensateur variable, $ C_ {1} $. De même, le circuit de terminaison consiste en une combinaison parallèle de résistance, $ R_ {2} $ et de condensateur, $ C_ {2} $.

Le schéma ci-dessus est modifié sous la forme de bridge circuit et il est montré dans la figure ci-dessous.

On peut équilibrer le pont, en ajustant la valeur du condensateur variable, $ c_ {1} $. Nous discuterons du concept de ponts dans les chapitres suivants. Pour le moment, considérez ce qui suitbalancing condition of AC bridge.

$$ Z_ {1} Z_ {4} = Z_ {2} Z_ {3} $$

Substitute, les impédances $ Z_ {1}, Z_ {2}, Z_ {3} $ et $ Z_ {4} $ comme $ R_ {1}, \ frac {1} {j \ omega C_ {1}}, R_ { 2} $ et $ \ frac {1} {j \ omega C_ {2}} $ respectivement dans l'équation ci-dessus.

$$ R_ {1} \ left (\ frac {1} {j \ omega C_ {2}} \ right) = \ left (\ frac {1} {j \ omega C_ {1}} \ right) R_ {2 } $$

$ \ Rightarrow R_ {1} C_ {1} = R_ {2} C_ {2} $ Équation 1

Par principe de division de tension, nous obtiendrons le voltage across resistor, $R_{2}$ comme

$$ V_ {0} = V_ {i} \ gauche (\ frac {R_ {2}} {R_ {1} + R_ {2}} \ droite) $$

attenuation factorest le rapport entre la tension d'entrée, $ V_ {i} $ et la tension de sortie, $ V_ {0} $. Donc, à partir de l'équation ci-dessus, nous obtiendrons le facteur d'atténuation, $ \ alpha $ comme

$$ \ alpha = \ frac {V_ {i}} {V_ {0}} = \ frac {R_ {1} + R_ {2}} {R_ {2}} $$

$ \ Rightarrow \ alpha = 1+ \ frac {R_ {1}} {R_ {2}} $

$ \ Rightarrow \ alpha-1 = \ frac {R_ {1}} {R_ {2}} $

$ \ Rightarrow R_ {1} = \ left (\ alpha-1 \ right) R_ {2} $ Équation 2

De l'équation 2, nous pouvons conclure que la valeur de $ R_ {1} $ est supérieure ou égale à la valeur de 2 pour les valeurs entières de $ \: \ alpha> 1 $.

Remplacez l'équation 2 dans l'équation 1.

$$ \ left (\ alpha-1 \ right) R_ {2} C_ {1} = R_ {2} C_ {2} $$

$ \ Rightarrow \ left (\ alpha-1 \ right) C_ {1} = C_ {2} $

$ \ Rightarrow C_ {1} = \ frac {C_ {2}} {\ left (\ alpha-1 \ right)} $ Équation 3

De l'équation 3, nous pouvons conclure que la valeur de $ C_ {1} $ est inférieure ou égale à la valeur de $ C_ {2} $ pour des valeurs entières de $ \ alpha> 1 $

Example

Trouvons les valeurs de $ R_ {1} $ et $ C_ {1} $ d'une sonde ayant un facteur d'atténuation, $ \ alpha $ égal à 10. Supposons, $ R_ {2} = 1 M \ Omega $ et $ C_ {2} = 18pF $.

  • Step1 - Nous obtiendrons la valeur de $ R_ {1} $ en substituant les valeurs de $ \ alpha $ et $ R_ {2} $ dans l'équation 2.

$$ R_ {1} = \ gauche (10-1 \ droite) \ fois 1 \ fois 10 ^ {6} $$

$$ \ Rightarrow R_ {1} = 9 \ fois 10 ^ {6} $$

$$ \ Rightarrow R_ {1} = 9 M \ Omega $$

Step 2 - Nous obtiendrons la valeur de $ C_ {1} $ en substituant les valeurs de $ \ alpha $ et $ C_ {2} $ dans l'équation 3.

$$ C_ {1} = \ frac {18 \ times10 ^ {- 12}} {\ left (10-1 \ right)} $$

$$ \ Rightarrow C_ {1} = 2 \ fois 10 ^ {- 12} $$

$$ \ Rightarrow C_ {1} = 2 pF $$

Par conséquent, les valeurs de $ R_ {1} $ et $ C_ {1} $ d'une sonde seront respectivement $ 9M \ Omega $ et $ 2pF $ pour les spécifications données.

Sondes actives

Si la tête de sonde est constituée de composants électroniques actifs, elle est appelée active probe. Le schéma fonctionnel de la sonde active est illustré dans la figure ci-dessous.

Comme le montre la figure, la tête de sonde est constituée d'un suiveur de source FET en cascade avec un émetteur suiveur BJT. Le suiveur de source FET fournit une impédance d'entrée élevée et une impédance de sortie faible. Tandis que le but de l'émetteur suiveur BJT est d'éviter ou d'éliminer la désadaptation d'impédance.

Les deux autres parties, telles que le câble coaxial et le circuit de terminaison, restent identiques dans les sondes actives et passives.