Osiloskop pasif problarının prensip analizi
Mühendisler yaygın olarak 10 kat pasif voltaj probu kullanırlar Rp (9MΩ) ve Cp prob ucunda bulunur, Rp prob giriş empedansı için, Cp prob giriş kapasitansı için, R1 (1MΩ) osiloskobun giriş empedansını temsil eder, C1 temsil eder osiloskobun giriş kapasitansı ve koaksiyel kablonun eşdeğer kapasitansının yanı sıra değerlerin kombinasyonunun prob kompanzasyon kutusu kapasitansı. Doğru ölçüm yapabilmek için iki RC zaman sabitinin (RpCp ve R1C1) eşit olması gerekir; herhangi bir dengesizlik, ölçülen dalga biçiminin bozulmasına neden olur ve yükselme süresi ve genlik gibi bazı parametrelerin hiçbir zaman yanlış ölçülmesine neden olmaz. Bu nedenle, ölçüm sonuçlarının doğruluğunu sağlamak için ölçümden önce osiloskop probunun çalışmasını kalibre etmek gerekir. Probun sinyal modelinden, sinyalin DC ölçümü için giriş kapasitansı Cp ve C1'in açık devreye eşdeğer olduğunu analiz edebiliriz. Sinyal Rp ve R1'e bölünür ve son osiloskop girişi şu şekildedir: Vout=[R1/Rp+R1]*Vin=1/10*Vin
Osiloskop Osiloskopun giriş sinyali, ölçülecek giriş sinyalinin 1/10'una kadar zayıflatılır. daha yüksek frekanslı giriş sinyalleri için kapasitif reaktansın sinyal üzerindeki etkisi empedanstan daha büyük olacaktır. Örneğin, standart bir 1MΩ ~ 10pF pasif voltaj probu, giriş sinyali frekansı 100MHz, bu sırada prob giriş kapasitif empedansı Xc (Cp)=1 / (2 × π × f × C) {{7 }}Ω, kapasitif empedans 9MΩ'luk prob empedansından çok daha küçüktür, sinyal akımı düşük dirençli devre tarafından sağlanan giriş kapasitansı yoluyla daha fazla olacaktır, 9MΩ empedansın yüksek dirençli devresi bypass'a eşdeğerdir. 159Ω eşdeğer empedansından sonra 159Ω ve 9MΩ paralel bağlantı olarak da anlaşılabilir. Bu anda, osiloskop sinyal genliğine gerçek giriş (AC / yüksek frekans), probun giriş kapasitansının yanı sıra döngünün toplam kapasitans oranı ile belirlenir; buna eşdeğerdir: Vout=[Cp/Cp+C1]*Vin
Tipik olarak, bir pasif prob kablosunun kapasitif yükü 8-10pF/ayak (1 ft ft=12inç inç=0,3048 metre metre) ve 1,5 nS/foot'luk yükselme süresine sahiptir. 6 fitlik bir kablo için 60 pF kapasitans artı tipik bir osiloskobun 20 pF giriş kapasitansı ve yaklaşık 90 pF kadar başıboş bir miktar vardır. 1:10 voltaj bölümüne göre, Vout/Vin=[10/10+90]=1/10 giriş zayıflaması karakteristiğini karşılamak için probun giriş kapasitansı yaklaşık 10pF olmalıdır. 10 faktörü ile. Bazı hataların prob ve kablo kapasitansı dikkate alındığında, hata nedeniyle bir devre kompanzasyonu gerçekleştirmek için prob kompanzasyon kapasitans kutusunu kullanma ihtiyacı, pasif voltaj probu giriş kapasitansı genellikle 8 ~ 12pF arasındadır. . Şu anda ana akım 10 kat pasif voltaj probu giriş yükü modeli genellikle giriş kapasitansı 8 ~ 12pF, giriş direnci 9M ohm'dur.
