שְׁאֵלָה:
מדוע עכבות קלט אוסצילוסקופ נמוכות כל כך?
hddh
2019-05-04 16:03:28 UTC
view on stackexchange narkive permalink

השאלה שלי היא כפולה:

W מאיפה עכבת הקלט?

אני תוהה מהיכן נובעת עכבת הקלט של המולטימטר הממוצע או האוסצילוסקופ שלך? האם זו רק עכבת הקלט לשלב הקלט של המכשיר (כגון מגבר או שלב כניסה ADC), או שמא עכבה של נגן ממשי? אם זה העכבה של הנגד בפועל, אז למה בכלל יש נגד? מדוע לא רק מעגלי הקלט?

מדדתי את עכבת הקלט של האוסצילוסקופ שלי באמצעות DMM. כאשר היקף הושבת, ה- DMM נמדד כ \ $ 1.2 \ mathrm {M \ Omega} \ $ . עם זאת, כאשר היקף הופעל, ה- DMM נמדד די הרבה \ $ 1 \ mathrm {M \ Omega} \ $ (אפילו יכולתי לראות את קלט הבדיקה 1V הוחל על ידי ה- DMM במסך האוסצילוסקופ!). זה מרמז לי שיש מעגלים פעילים המעורבים בעכבת הקלט של ההיקף. אם זה נכון, כיצד ניתן לשלוט בצורה מדויקת כל כך על עכבת הקלט? בהתבסס על הבנתי, עכבת הקלט למעגלים פעילים תהיה תלויה במידה מסוימת במאפייני הטרנזיסטור המדויקים.

למה עכבת הקלט לא יכולה להיות הרבה יותר גבוהה?

מדוע עכבת הקלט של אוסצילוסקופ היא \ $ 1 \ mathrm {M \ Omega} \ $ רגילה? למה זה לא יכול להיות גבוה מזה? שלבי קלט FET יכולים להשיג עכבות קלט בסדר גודל של teraohms! מדוע יש עכבת קלט כה נמוכה?

אני מניח שיתרון אחד של תקן מדויק \ $ 1 \ mathrm {M \ Omega} \ $ הוא שהוא מאפשר בדיקות 10X וכדומה, אשר יעבוד רק אם להיקף הייתה עכבת קלט מדויקת שלא הייתה גדולה באופן בלתי סביר (כמו שלב קלט FET). עם זאת, גם אם להיקף היה עכבת קלט גבוהה מאוד (למשל, טרו-אוהם), נראה לי שעדיין יכול להיות שיש לך בדיקות 10X רק על ידי מחיצת מתח 10: 1 בתוך החללית עצמה, כאשר היקף נמדד על פני \ $ 1 \ mathrm {M \ Omega} \ $ נגד בתוך החללית. אם הייתה לו עכבת קלט בסדר גודל הטראוהמים, נראה שזה אפשרי.

האם אני לא מבין את מעגלי הקלט של היקף? האם זה יותר מסובך ממה שאני עושה את זה? מה דעתך על כך?

הסיבה שחשבתי על זה היא שלאחרונה ניסיתי למדוד את עכבת הכניסה המשותפת למצב משותף של זוג דיפרנציאלי מצויד לפולט, שהוא גדול בהרבה מעכבת קלט היקף, אז זה גרם לי לתהות מדוע עכבת הקלט לא יכולה להיות גדולה יותר.

הנושא מורכב הרבה יותר ממה שנדמה לכם.נראה שאתה שוקל רק את תגובת DC, אך למעשה, היקף חייב להיות בעל תגובה שטוחה עד לרוחב הפס שצוין.זהו אתגר עצום, וסטנדרטיזציה של 1MΩ / 50Ω הופכת את הבעיה לפחות לביצועית עבור יצרני בדיקות.
האם תרצה להשתמש בהיקף הישן שלי?זה יכול להיות מוגדר עבור עכבה כניסה 100 אוהם.מצד שני, הוא נבנה בשנת 1965, וההתקנה הסטנדרטית עבורו היא עכבת קלט של 1MOhm.נראה כי 1M היה סטנדרטי די הרבה זמן.
אל תשכח שלמבחן \ $ \ times \ $ 10 יש עכבת קלט של 10 M \ $ \ Omega \ $
@DaveTweed אז לא ניתן לבצע שלב קלט FET עם רוחב פס מספיק גבוה?מה הם למעשה שלבי קלט של טווחים?
@DDuck כן אני יודע, אבל אפילו זה לא מספיק ליישומים מסוימים, כמו למשל הדוגמה שהזכרתי בסוף.אני פשוט תוהה מדוע לא להשתמש ב- FET :-).האם כל כך קשה ליצור שלב קלט FET ברוחב פס מספיק?
ברור שאני לא יודע הרבה על הקצוות של אוסצילוסקופ, אבל אם אתם מכירים משאבים או שרטוטים מוצקים בתחום זה, הייתי מעוניין לדעת עליהם.
@JRE התכוונת ל 100 אוהם או 100 מגה אוהם?
ברצינות: 100 אוהם.לא 100 מוח.יש לו גם מחברי PL ולא מחברי BNC האופייניים יותר שאתה רואה כיום.מתאמי ה- PL ל- BNC לא כבו ב -25 השנים האחרונות.
@JRE וואו!תלמידי EE צעירים כמוני מפונקים עם ציוד בדיקה מודרני אני מניח.אני עדיין יכול לחלום :-(
@hddh רוחב הפס של חללית עכבה גבוהה (כאשר מגבר היקף הוא 100 M \ $ \ אומגה \ $) ייהרג על ידי הקיבול הלא ידוע בכבל.איך היית מפצה על זה?יהיה עליך להחזיק את מגבר ה- FET בקצה, ואיזושהי דרך להניע אותו.זה קיים, אך הוא לא זול, וחקירה פסיבית \ $ \ times \ $ 10 עם עכבה 1 M \ $ \ Omega \ $, 20 pF בכניסה 'היקף היא די טובה לרוב היישומים.תסתכל על _Analog Circuit Design, _ D Feucht.תצטרך להשתמש בספריה כספר זה, (וזה הדפסה מחדש של כריכה רכה) הוא יקר בצורה מטופשת.
יש לי כבר את ספר הלימוד הזה דרך הספרייה של יוני!אוקיי זה הגיוני.שאלה אחרונה אם כי למקרה שאתה יודע את התשובה: מה זה_ בשלב הקלט של אוסצילוסקופ?האם ישירות לתוך ה- ADC?האם יש איזה מגבר מבוסס BJT או משהו כזה.עם עכבת קלט 1 מגה אוהם זה בוודאי לא מבוסס FET נכון?
אני רואה שיש לך הרבה שאלות לגבי תשומות היקף והגששים, אתה יכול למצוא הרבה תשובות על ידי הסתכלות בסרטונים שדייב מ- EEVBlog עושה.בכמה סרטונים הוא דן בשלבי קלט היקף ובזה מדוע ל- 1: 1 יש BW מוגבל: https://www.youtube.com/watch?v=OiAmER1OJh4&t=
* האם זה ישירות ל- ADC? * לא, איך היקף יוכל למדוד 1 mV ו- 100 V?תצורה רגילה: BNC - הגנת קלט + הנחתה ניתנת להחלפה - שלב קלט (לרוב מבוסס FET) - ADC.אז ** כן ** רבים מבוססים על FET.לא יהיה לך מכשיר פעיל שיגדיר את עכבת הקלט.יש נגן ** ** 1 להגדיר אותו כראוי.אני ממליץ לך ** ללמוד ** כיצד הדברים נעשים ולשאול את עצמך ** מדוע ** לפני שתניח: זה חייב להיות ... זה לא יכול להיות ... כי ** אתה ** תבלבל את עצמך.
הממ, כבר ראיתי את הסרטון הזה, אבל אני לא בטוח שאני זוכר שהוא דן במפורש ששלב הקלט של היקף הוא למעשה __.אל תדאג, נראה שאצטרך לחקור זאת בעצמי.אני כן אוהב את הסרטונים של דייב!
אה אוקיי אז יש נגד על שלב הקלט?וואו, מעניין.כמו כן, אתה צודק - עלי ללמוד זאת יותר.הסיבה שאני שואל בחילופי ערימות היא מכיוון שאני מקווה להסבר קצר בינתיים עד שאלמד יותר על כך.למרבה המזל, הדברים לרוב הרבה יותר מסובכים ממה שאוכל להניח בתחילה :-(
hddh, ניסית לעשות מחקר לפני שפרסמת את זה?גוגל?אולי כדאי להתחיל עם "ABC של בדיקות", /http://web.mit.edu/6.101/www/reference/ABCprobes_s.pdf
עשיתי קצת מחקר, כמו שאתה צריך לעשות לפני ששאלתי בפורום.אבל לא חיפשתי את השאילתות הנכונות.תודה על הקישור.
הקישור הזה לא ממש עוזר.השאלה שלי לא הייתה על בדיקות, אלא על פנימיות שלב קלט האוסצילוסקופ.כבר ידעתי שלמבחן 10X יש נגד פיזי להגדרת עכבה, שאלתי לגבי היקפים. עם זאת זה נראה שימושי.
בקישור מוזכר בקצרה מאוד התנגדות קלט אוסצילוסקופ אך הוא לא אומר במפורש כי הוא נגד פיזי או אומר מדוע יש צורך בכך.
אינך יכול להשתמש בהיקף ללא חיבור כלשהו למכשיר ה- DUT שלך הנבדק.אפילו לחוטים פשוטים יש השראות וקיבולת לקרקע.אוסצילוסקופים הם מכשיר להתבוננות בדינמיקה של אותות, ולכן "רוחב הפס" הוא פרמטר קריטי.תחשוב על קיבול 10pF עם 10 MOhm, יהיה לך את זה תחת 1 קילוהרץ.אנא השתמש בהפניה "@name" בעת תשובה.
1 מיליון אינו נמוך.50 אוהם נמוכים, ונדרש עבור RF, והוא זמין בהיקפים ותוספים רבים.
שְׁלוֹשָׁה תשובות:
Neil_UK
2019-05-04 16:15:30 UTC
view on stackexchange narkive permalink

הרבה דברים הם כמו שהם בגלל ההיסטוריה, ו דה פקטו סטנדרטיזציה.

קלט אוסצילוסקופ למטרות כלליות הוא פשרה קשה בין אי טעינת המעגל, פגיעה במתח גבוה, רעש נמוך למדי ויכולת לשמור על רוחב פס ראוי.

1Mohm במקביל ל- 15pF ל- 30pF מספק הרבה אנשים להרבה יישומים.אין תמריץ קטן עבור היצרנים לבנות אוסצילוסקופ למטרות כלליות עם קלט אחר, כדי להתייחס לחלקים זעירים בשוק.

כאשר אתה זקוק לרעש טוב יותר, או קלט דיפרנציאלי או עכבת כניסה גבוהה יותר, אתה משתמש במגבר קדם מותאם אישית.כאשר אתה זקוק לרוחב פס רחב יותר, אתה עובר לעכבת קלט של 50 אוהם.

ישנם אוסצילוסקופים ייעודיים המיוצרים במחירים גבוהים העוסקים ביישומי נישה.

מספיק הוגן.אז עכבת הקלט (להיקף או למטר) אינה מגיעה מנגד בפועל, אלא ממעגלים פעילים במקום זאת?(האם אני משוגע על כך שלא הייתי בטוח בזה?) גורם לי לתהות כיצד הם יכולים לשלוט בזה במדויק.אני תוהה אם יש סכמות של שלבי קלט היקף / ממשקי קצה צפים ברחבי האינטרנט שאוכל להסתכל עליהם.
אני עדיין מוצא את זה מפתיע שלא ניתן לתכנן שלב קלט FET של רוחב פס מספיק.נו טוב.
@hddh * אני עדיין מוצא את זה מפתיע שלא ניתן לתכנן שלב קלט FET של רוחב פס מספיק * ** אומר מי? ** ישנם בדיקות FET עם יותר מ- 1 GHz רוחב רוחב, למשל: https: //www.keysight.com / main / techSupport.jspx? cc = UY & lc = eng & nid = -536900332.536883008 & pid = 29346 & pageMode = OV אולי מה שאתה מתכוון זה שאתה רוצה את זה ** בתוך ** היקף.זה יכול להיעשות, אך ככה זה יהיה ** בלתי שמיש **!אתה צריך כבל כדי לחבר את נקודת המבחן שלך להיקף שלך.לכבל הזה יש ** קיבול **.כל העניין של בדיקת FET הוא שיש לו ** קיבול נמוך **.
אז מה יש אז על קלט ההיקף?מה נקודת המגע הראשונה?ברור שזה לא יכול להיות FET עם עכבת קלט של 1Mohm (נכון?).
שאלתי משהו דומה בשאלה: מהו התורם העיקרי של עכבת הקלט?
ברור שאני צריך ללמוד עוד על המעגלים הנדרשים בשלב קלט אוסצילוסקופ.אבל אם יש לך תשובה קצרה או עצות אודה לך.תודה!
מצביעים: EEVBlog!כמו כן, ניתן למצוא הרבה שרטוטים במדריכי שירות של טווחי Tektronix ישנים יותר.* ברור שזה לא יכול להיות FET עם עכבת כניסה 1Mohm (נכון?). * אין ** לא בסדר **, עכבת הקלט מוגדרת על ידי ** נגד ** ואז (לעיתים קרובות) מגבר FET משמש להגברההמתח על פני הנגד הזה.יש צורך ב- 1 M כדי לקבל עכבה ** מוגדרת כהלכה.הנה הנדסה הפוכה של דייב בהיקף Rigol DS1054Z הפופולרי: https://www.youtube.com/watch?v=lJVrTV_BeGg&t=989s העיצוב שלה אופייני להיקפים מודרניים רבים
הממ, נראה לי שהסיבה העיקרית לכך שלא ניתן לבצע שלב קלט מבוסס FET ישירות היא בגלל ההאטה הנדרשת לפניו כדי להשיג את הטווח הדינמי הרצוי?אחרת אתה יכול פשוט להעביר אותו ישירות ל- ADC עם עכבת קלט מסיבית כך שלא יהיה צורך לדייק (בדיקות 10X יצטרכו להיות מתוכננות אחרת בכל זאת).אני מניח שזה עונה על שאלתי.האם תסכים עם הערכה זו?
תודה גם על הקישור.בהחלט יהיה לי לחפש סכימות כאלה ברשת.
והנה מדריך שירות בהיקף אנלוגי של Tektronix 2215, יש לו דיאגרמת בלוקים וכל המעגלים.כן זה עיצוב ישן אך שלב הקלט יהיה דומה מאוד להיקפים מודרניים רבים: https://www.tek.com/manual/2215 למטרות לימוד, זה מאוד שימושי.
* .. שלב קלט ADC w / FET אינו אפשרי בגלל ההאטה הנדרשת לפניו כדי להשיג את הטווח הדינמי הרצוי? * כן, ** טווח דינמי ** הוא אכן התשובה.מחליש משתנה עוזר להביא את האות לטווח המתאים הן למגבר הקלט והן ל- ADC.
בסדר.אני חושב ששאלה זו נענתה לי מספיק כעת.תודה רבה על המשאבים!קריאת מדריכי שירות של ציוד ישן נראית כדרך נהדרת ללמוד על דברים ספציפיים מסוג זה.
Peter Green
2019-05-04 19:01:09 UTC
view on stackexchange narkive permalink

הייתי אומר שילוב של כמה גורמים.

  1. שלבי הקלט של אוסילוסקופ הם פשרה קשה. הם צריכים להיות בעלי מגוון רחב של רווחים / הנחתות, הם צריכים להיות סובלניים כלפי שגיאות משתמש, והם צריכים לעבור רוחבי פס גבוהים. הוספת דרישה להתנגדות DC גבוהה מאוד רק תסבך את העניינים עוד יותר. בפרט נחלשים הדרושים לטיפול בקצה הגבוה יותר של טווח רמת הקלט של היקפים יקבלו הרבה יותר מורכב / רגיש אם הם צריכים להיות בעלי עמידות DC גבוהה מאוד.
  2. זהו תקן דה-פקטו, שינוי למשהו אחר יוביל לחוסר תאימות עם הגששים הקיימים וכו '.
  3. בכל מקרה לא יהיה תועלת רבה.

כדי להסביר עוד את נקודה 3, בתדרים מתונים (מכמה קילו-הרץ ומעלה) התנגדות ה- DC 1 מגה-אוהם של קלט היקף אינה הגורם השולט בעכבת הקלט הכוללת. הגורם הדומיננטי הוא הקיבול, כאשר הכבל הוא כנראה התרומה הגדולה ביותר.

(למעשה בתדרי UHF / מיקרוגל מקובל להפחית את עכבת כניסת היקף ל 50 אוהם, כך שההשראות בכבל יכולה לאזן את הקיבול והכבל הופך לקו העברה תואם כראוי)

מה זה אומר אם רצויות עכבות קלט גבוהות, עדיף להתמודד עם זה בשלב הגישוש מאשר בהיקף. הפשרה האופיינית של עלות / גמישות / עכבת קלט לשימוש כללי היא בדיקה פסיבית x10.

אם אתה זקוק להתנגדות DC ממש גבוהה אז הפיתרון הוא להוסיף מגבר מבוסס FET מול ההיקף, רצוי קרוב ככל האפשר לנקודת המדידה.

האם קיבול הקלט מתוכנן במיוחד כמו עכבת הקלט 1Mohm, או שזה רק אלמנט טפיל שנמדד?(קיבולת כניסה לא מדויקת לא תהיה בעיה מכיוון שלמבחני החלשה יש קבלים משתנים.) האם הייתי צודק באומרו: אם אין צורך במעגלי הנחתה, ואנחנו לא דאגנו להתאמת עכבה בתדרים גבוהים יותר (בבאיזה מקרה ייתכן שיהיה לך קלט הניתן להחלפה ל 50 אוהם), אז יהיה בסדר שיש קלט ישירות לשלב FET בעל עכבה גבוהה?רק מנסה להכניס לי לראש את הסיבות השונות לכך.
אני מניח שגם אז, עדיין תהיה לך קיבולת בדיקה / כבל לדאוג, אבל במקרה זה הוספת 1 מג על פני זה רק תוריד את העכבה עוד יותר.וגששים של 10X יכולים פשוט לקבל נגד 1 מג משלהם במקביל לפלט החללית.אז בעצם: התעלמות מגששים מחלישים, התאמת עכבה ומעגלי הנחתה, אני לא רואה שום סיבות אחרות להתנגדות כניסה נמוכה כמו 1 מג, מכיוון שזה פשוט יהפוך את עכבת הכניסה בגלל הקיבול לנמוכה עוד יותר (והתאמת העכבההספינה ממילא כבר הייתה מפליגה בעכבת קלט של 1 מג).
אז ההבנה שלי עד כה: התנגדות קלט של 1 מג עדיפה עקב: (א) מעגלי הנחתה נדרשים, (ב) עכבת הקלט נשלטת בכל מקרה על ידי קיבול, (ג) זה הופך את עיצוב החלש להחליש לפשוט יותר.התאמת עכבה לא נראית לו סיבה שכן ממילא היית יורדת ל 50 אוהם.גורם לי לתהות לגבי עכבות קלט מולטימטר (בדרך כלל 10 מג), שם נראה שרק (א) חל.
נושא נוסף עם כניסות עכבה גבוהות הוא "מתח פנטום" כאשר הוא לא מחובר לשום דבר.אפילו ב 10 מג זה יכול להיות מורגש לפעמים.לכמה מולטימטרים מתקדמים יש אפשרות לכבות את הנגד של 10 מג, יש לי גישה למונה כזה אבל אני לא חושב שאי פעם הרגשתי צורך להשתמש בתכונה האמורה.
@PeterGreen ראה אם אתה יכול להשבית גם את דיכוי 50/60 הרץ, ויש לך מחולל מספרים אקראי במקום מד מתח בזמן שהוא לא מחובר למשהו.
rackandboneman
2019-05-05 00:42:15 UTC
view on stackexchange narkive permalink

למעשה, הוא מגוחך באופן מגוחך להזנת פס רחב.

אין מחבר או כבל מעשי שלמעשה יש להם עכבה (ממבט של קו תמסורת. התנגדות, אבל עבור כבלים קואקסיאליים, פלטות זהב ואינסטלטורים של מוליכים גליים. RF). של 1 מגה-אמות, מה שמשאיר את הקלט לא תואם לחלוטין - גרוע מכך, קבלים של 15-45pf על פני כניסה של 1 מגה-אוהם (עכבת קו העברה) לא יתאימו אותו לשכחה.

הסיבה שזה 1 מגה-אוהם היא תמיכה בבדיקות סטנדרטיות 10: 1, שאכן אתה לא צריך להעמיס על סוג המעגל הנושא אותות תדר שמע בעכבה גבוהה ועם קיזוז DC גבוה (תחשוב על מעגלי צינור ואקום שמע, החללית העיצובים הם בדיוק מאותה תקופה).

עם זאת, ברגע שאתה מתמודד עם RF או במעגלים דיגיטליים מהירים, הקיבול המקביל של קלט היקף (שאי אפשר לעשות קטן מדי, שוב בגלל בדיקות, כבלים, מחברים) ישלוט ... ויביא את התנגדות קלט בפועל של קלט זה עד 5 עד 10 קילו-אמפר ברגע שמגיעים למגה-הרץ אחד, 500 עד 1000 אוהם ברגע שאתה מגיע ל -10 מגה-הרץ. להגיע ל- VHF (רמז: מעגלי ACMOS או F-TTL הם דברים של VHF, גם אם אתה לא משמר את זה ב- VHF) ויהיה לך טוב יותר עם קלט תואם של 50 אוהם, מכיוון שאתה יכול לחבר 50 אוהם ארוך (בהיגיון) כבל ועדיין יש כניסת 50 אוהם בקצה המעגל, במקום עומס קיבולי גדול עוד יותר.

בעזרת הסוג והקלט המקובלים, תוכלו להעמיס על מעגלי RF בקלות. אוסצילוסקופי אופטימיזציה של RF נוטים להיות בעלי כניסות הניתנות לעבור ל עכבת כניסה של 50 אוהם (כל קלט אוסצילוסקופ יכול, עם מסוף מקביל / דרך) - וזה מעניין, מתאים יותר, מכיוון שעכשיו אתה יכול להשתמש בחיישנים (למשל בדיקות Z0 או פעיל בדיקות FET) ש למעשה ניתן לגרום להציג עכבות קלט יעילות הרבה יותר בנקודת המבחן. או פשוט ספק חיבור אמין של 50 אוהם למעגל שלך עם כל כבל RG58 ישן.

אם אני מבין נכון: אז אתה אומר ש -1 מגה לא עוזר בהתאמת עכבה, ויהיה לך טוב יותר עם כניסות 50 אוהם במקרים האלה.אז אם הספינה התואמת עכבה הפליגה עם 1 מג, אז למה עכבת קלט נמוכה של 1 מג חייבת?הסיבה שאספתי לכך מתשובות אחרות היא שמעגלי הנחתת הקלט הנדרשים הופכים את זה לבלתי אפשרי.האם יש סיבות אחרות?(האם גם קיבולת קלט הקלט מכוונת כמו 1 מג, או שהיא טפילית? - כלומר, האם ניתן להפחית אותה בקלות?)
@hddh זה היה טפיל פעם אחת, אז זה כנראה הפך מכוון :)


ⓘ
שאלה ותשובה זו תורגמה אוטומטית מהשפה האנגלית.התוכן המקורי זמין ב- stackexchange, ואנו מודים לו על רישיון cc by-sa 4.0 עליו הוא מופץ.
Loading...