Em um documento, Hiscocks et al. descreve alguns conceitos básicos da teoria da sonda do osciloscópio. O documento é muito compreensível e parece coerente. Observe, em particular, que para ele, o bandido é a capacitância paralela do cabo coaxial e do osciloscópio que deve ser compensado adicionando uma capacitância paralela à ponta da sonda (assim, a capacitância da ponta é aumentada).
Então vem d. Smith com seu método para construir uma sonda passiva de 1 GHz. Primeiro, não está totalmente claro por que ele termina sua sonda com uma resistência de 50 ohm: para evitar reflexos, não é suficiente que um lado da sonda (que é o lado do osciloscópio) seja finalizado com uma resistência de 50 ohm? Eu presumo que este é matar ainda mais as reflexões. Que assim seja. Mas o que é estranho para mim é que ele não leva em consideração a capacitância do cabo, nem a capacitância do osciloscópio. Em particular, para ele, o animal que precisa ser morto é a capacitância da ponta (então ele aumentaa capacitância paralela do cabo), o inverso exato do que diz Hiscoks no documento acima. Se esse homem fosse um novato, eu diria que ele não entende por que sua sonda funciona e que ele realmente aumenta a capacitância da ponta com sua folha de cobre. Mas ei! esse homem é um guru de sondas que publicou vários artigos em diferentes periódicos.
E agora o melhor dos melhores, The Art of Electronics , 12,2 p. 808: fazer uma sonda passiva de alta velocidade? muito simples:
... e faça você mesmo conectando um resistor em série (gostamos de 950 ohm) a um comprimento de cabo coaxial fino de 50 ohm (gostamos de RG-178); você solda temporariamente a blindagem coaxial em um terreno próximo, conecte a outra extremidade ao osciloscópio (definido para entrada de 50 ohm) e voila - uma sonda de 20 x de alta velocidade !.
Se meu entendimento estiver correto, o resistor de 950 ohm com a impedância característica do cabo de 50 ohms cria um divisor de resistor de 1:20 (até agora OK), mas e a compensação da sonda etc.? uh!
Alguém pode me dizer o que está acontecendo?
De fato, o documento Hiscocks é bastante claro: resistência da série 9 M na sonda, 1 M à terra no escopo. Adicione capacitores em paralelo para que, para altas frequências, a proporção 10: 1 seja mantida. Tudo isso faz sentido.
Uma boa sonda 10: 1 feita dessa maneira pode atingir 300 MHz de largura de banda, acredito.
As outras soluções tentam obter um maior BW (largura de banda). Então, a primeira limitação da qual precisamos nos livrar (em comparação com a sonda padrão 10: 1) é o cabo da sonda. O cabo usado para sondas 10: 1 é o fator limitante para o BW. Precisamos usar um cabo BW alto e esses têm quase sempre uma impedância característica de 50 ohms, como o RG-178. Para poder usar esse BW, esse comprimento de cabo deve ser terminado em ambos os lados com 50 ohms. Isso faz do cabo uma linha de transmissão .
D. Smith e a Arts of Electronics usam essa linha de transmissão como base. Observe que o resistor de terminação de 50 ohm geralmente fica dentro do osciloscópio (você precisa alterar uma configuração no osciloscópio); se ele não tiver essa configuração, você deverá adicionar o 50 ohm de alguma forma.
Para acoplar nessa linha de transmissão de 50 ohms, ambos usam um resistor com um capacitor opcional. As Artes da Eletrônica aparentemente já estão felizes com o BW que recebem. Observe como eles falam principalmente sobre os sinais digitais terem uma boa forma!
Além disso, como a linha de transmissão se comporta como uma impedância de 50 ohms sem muita capacitância, você não "veria" toda a capacitância do RG-178 na entrada. Portanto, você precisaria apenas de uma capacitância muito pequena no resistor de 950 ohm para obter a compensação de frequência adequada.
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A compensação da sonda é necessária quando você tem um escopo com impedância de 1 megaohm
Quando o osciloscópio e a impedância do cabo coincidem, não há nada para compensar. O cabo é uma linha de transmissão e a indutância do cabo cancela o efeito de sua capacitância.
A razão pela qual a maioria dos osciloscópios não possui sondas de 50 ohm é que ela carrega uma carga significativa no circuito que está sendo medido, e seria necessário cuidado para não causar operação indesejada apenas conectando a sonda. com uma sonda de alta impedância, você pode sondar o circuito com menos perturbações.
Smith termina as duas extremidades de seu cabo coaxial. Não sei ao certo o que ele está recebendo disso, e depois precisa compensar a capacitância de sua terminação, não tenho certeza de que ele esteja ganhando alguma coisa.
A Arte da Eletrônica, foi revisada por muitos especialistas e é bem vista
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