Какво е влиянието на активните сонди на осцилоскопа върху измерванията?
Секцията за свързване пред усилвателя е секция от свързваща линия с неконтролиран импеданс с много еквивалентен капацитет и еквивалентна индуктивност, което оказва голямо влияние върху честотната лента на системата, входния импеданс при високи честоти и характеристиките на честотната характеристика; задната част на усилвателя обикновено е 50 Ω предавателна линия, която има контролиран импеданс и има по-малко влияние върху честотната лента на системата.
Най-лесният начин да се намали влиянието на проводниците върху честотната лента на системата е да се скъси дължината на свързващата линия между сондата и DUT. Пример за това е показан на диаграмата по-долу, където в теста е използвана 2 GHz активна сонда с единичен край. Ширината на честотната лента на системата е различна, когато се използват различни свързващи аксесоари, колкото по-къси са използваните предни аксесоари, толкова по-висока е честотната лента на системата.
Използвайки тези различни връзки за един и същ сигнал с време на нарастване от 1ns, може да се види, че колкото по-къси са използваните връзки, толкова по-висока е честотната лента на системата и толкова по-стръмен е измереният нарастващ фронт.
Въпреки това, в някои случаи, за да се използва удобството на усилвателя на сондата, трябва да е на определено разстояние от тестовата точка, този участък от свързващата линия обикновено се показва като индуктивен, ако индуктивният ефект, причинен от този проводник, не е компенсиран за , този участък от дългата свързваща линия е много лесен за предизвикване на трептене на сигнала. Следващите две графики показват резултатите от 4GHz еднокрайна активна сонда с 2-инча дълъг проводник на 500MHz тактов сигнал с време на нарастване 100ps. На фигурата отляво кабелът с дължина 2- инча не е съпоставен и измереният часовников сигнал има сериозни трептения и изкривявания; на фигурата вдясно източникът на кабела с дължина 2- инча е съчетан с подходящ резистор и трептенията и изкривяванията на сигнала са значително намалени.
Следователно, в сондата и дължината на оловото не може да бъде съкратена, използването на подходящ резистор близо до тестовата точка на края на съвпадението на сигнала може да подобри въздействието на индуктивността на оловото, специфичното използване на размера на съвпадението резистор трябва да се основава на дължината на кабела и други характеристики на симулацията и изчислението. Фигурата по-долу показва две диференциални сонди, използвани за диференциално запояване и точкови тестови сонди. Може да се види, че в случай на висока честота, за да се подобри точността на измерването на сигнала, дори и за много къси проводници, е необходимо да се извърши подходящо съгласуване. Едно нещо, което трябва да се отбележи относно съвпадението на резистора е, че този съгласуващ резистор само намалява трептенията на сигнала, причинени от дългите проводници, и има ограничено подобрение в честотната лента; ако дължината на предния проводник е твърде дълга, честотната лента на системата все още ще спадне.
Както бе споменато по-рано, за увеличаване на честотната лента на активна сонда, в допълнение към използването на усилвател с висока честотна лента, е необходимо да се сведе до минимум дължината на неконтролираната предавателна линия на импеданса от тестовата точка до усилвателя на сондата и да се съгласува резисторът при предния край на свързващата линия. Въпреки това усилвателите с висока честотна лента изискват сложно екраниране, съгласуване и захранване и не са особено малки, което ги прави неудобни за използване, ако са проектирани твърде близо до тестовата точка. За да се осигури едновременно лесна употреба и висока честотна лента на измерване, много от сондите с висока честотна лента на пазара днес имат разделена структура.
Този тип сонда се състои от две части, усилвател на сондата и предната част на сондата, които са свързани с 50Ω коаксиален конектор. Обикновено импедансът на предната част на усилвателя на сондата е неконтролиран, така че дължината на тази част има голямо влияние върху сигнала, докато предната част на сондата InfiniiMax има само къс участък отпред (около 5 mm или така), т.е. неконтролиран импеданс, който е много къс проводник и по този начин осигурява висока честотна лента на измерване; и задната част на предната част на сондата (около 10 cm) е 50Ω коаксиална предавателна линия, която има малко влияние върху честотната лента на системата. Частта зад предната част на сондата (приблизително 10 cm) е 50 Ω коаксиална предавателна линия, чиято дължина има малко влияние върху честотната лента на системата. Следователно, с тази структура, от една страна, честотната лента на сондата може да бъде направена по-широка, от друга страна, усилвателят на сондата може да бъде по-далеч от тестовата точка, така че размерът на предния край на сондата да е по-малък и по този начин по-лесен да използвам. В същото време тази разделена структура улеснява потребителите да променят различни тестови предни части според различните нужди от тестване, като точково измерване, заваряване, крикове и т.н.
