Por que um osciloscópio mostra uma tensão diferente de um gerador de sinal?

Eu tenho um osciloscópio Rigol DS1052E e um gerador de funções Rigol DG1022. Acabei de trocar o ventilador do osciloscópio por um silencioso, como descobri, como é comumente relatado, que o ruído original do ventilador era muito irritante. Isso parece bem-sucedido e é a única modificação que fiz no osciloscópio.

Testando o osciloscópio como uma verificação, conectei o gerador de sinal a ele com um cabo BNC simples (ambas as extremidades BNC) e configurei o gerador de sinal para uma onda senoidal de 5 volts pico a + pico 1 kHz, e a tensão foi confirmada por um voltímetro digital mostrando 3,67 ou mais V RMS. No entanto, o osciloscópio mostra 10 V p / p, e isso também acontece para uma onda senoidal de 100 kHz. Testando outras amplitudes, nem sempre é exatamente de dois para um, mas é redondo nessa proporção.

Por que o osciloscópio mostra o dobro da tensão do gerador de sinal? Espero que seja algo trivial que eu tenha esquecido, e não desesperadamente uma "modificação de hardware não documentada", como costumávamos dizer no laboratório quando deixamos cair alguma coisa e ela não funcionou mais.

Bem, eu não preciso ter entrado em pânico. @Sephro tem a solução. Agradeço especialmente a ele e aos outros pelos comentários úteis. Eu também aceitaria a versão de @alex forencich se me permitissem. Eu estava começando a me aproximar dessa resposta, desde que descobri que a inserção de uma carga paralela de 50 ohm na saída do sinal. gen. curou o problema, eu fiz como @Seph sugeriu e definir o sig. gen. saída para "High Z" e isso também faz com que as tensões mostradas coincidam.

Então, minha explicação extensa, das respostas dadas, é:

Vejo agora que, para gerar 5 V através de uma carga de 50 ohms, com sua resistência interna também de 50 ohms, o sig. gen. na verdade gera 10 V dos quais, como os dois 50 ohms em série atuam como um divisor de tensão, apenas 5 V aparece nos terminais de saída, e esse é o valor exibido no sinal. gen. painel. Se uma carga de alta impedância, como um osciloscópio, estiver acoplada, o divisor de tensão ficará distorcido, com uma queda muito pequena no sinal. internos de 50 ohms da gen., e quase em toda a entrada do escopo. O sig. gen. não "sabe" isso e ainda exibe a mesma exibição da carga de 50 ohm. Como o @Seph diz, existe uma configuração "Alto Z" para o DG1022 sig. gen. que (em efeito?) substitui a impedância interna por uma alta impedância para corresponder à carga, para que o efeito do divisor de tensão seja restaurado.

$\Omega$

$\Omega$$\Omega$

Defina-o como Alto Z e provavelmente tudo ficará bem.

Geralmente, a configuração de tensão nos geradores é metade da tensão de saída do circuito aberto, embora dependa do gerador. Geralmente, os geradores de sinal são projetados para conduzir uma carga de 50 ohm, de modo que eles têm uma impedância de fonte de 50 ohm para fins de correspondência. Como resultado, a tensão na carga será proporcional à impedância da carga. Se o gerador emitir 1 volt sem carga, você obterá 0,5V em uma carga de 50 ohm (a fonte de 50 ohm e as impedâncias de carga agem como um divisor de tensão). A configuração da tensão de saída compensa isso. Tente definir sua entrada do escopo para 50 ohms, se isso for compatível. Caso contrário, conecte os dois a um resistor de 50 ohm. Também pode ser possível desativar a compensação da impedância de carga de 50 ohm no gerador.

A propósito, a tensão pico a pico será cerca de 2,8 vezes a tensão RMS, portanto 3,276 x 2,8 = 10,276. Portanto, o osciloscópio está mostrando a tensão correta, mas não é a tensão que você estava esperando.

A maneira correta de calibrar a sonda e o osciloscópio é com uma onda quadrada, conforme fornecido no canto inferior direito.

Dessa forma, a resposta em frequência e o ganho DC são verificados.

Para calibrar sondas, leia o manual para compensação automática. Para calibrar o ganho, leia a seção autocal do manual.

Desconecte todas as pontas de prova ou cabos de todas as entradas do canal; caso contrário, poderá ocorrer falha ou dano ao osciloscópio. Pressione → Auto-calibração para entrar na interface de auto-calibração da seguinte maneira. Pressione a tecla “RUN / STOP” para iniciar a operação e pressione a tecla “AUTO” para sair do sistema

Se o gerador der o mesmo resultado com uma carga de 50 Ohm, consulte a fábrica.

Com carga de alta impedância, espere que o resultado seja 2x da saída selecionada. A saída cai 50% com uma carga correspondente.