Sondas CRO
Podemos conectar cualquier circuito de prueba a un osciloscopio a través de una sonda. Como CRO es un osciloscopio básico, la sonda que está conectada a él también se llamaCRO probe.
Debemos seleccionar la sonda de tal manera que no cree problemas de carga con el circuito de prueba. Para que podamos analizar el circuito de prueba con las señales correctamente en la pantalla CRO.
Las sondas CRO deben tener lo siguiente characteristics.
- Alta impedancia
- Alto ancho de banda
los block diagram de la sonda CRO se muestra en la siguiente figura.
Como se muestra en la figura, la sonda CRO consta principalmente de tres bloques. Estos son el cabezal de la sonda, el cable coaxial y el circuito de terminación. El cable coaxial simplemente conecta el cabezal de la sonda y el circuito de terminación.
Tipos de sondas CRO
Las sondas CRO se pueden clasificar en las siguientes two types.
- Sondas pasivas
- Sondas activas
Ahora, analicemos estos dos tipos de sondas una por una.
Sondas pasivas
Si el cabezal de la sonda consta de elementos pasivos, entonces se llama passive probe. El diagrama de circuito de la sonda pasiva se muestra en la siguiente figura.
Como se muestra en la figura, el cabezal de la sonda consta de una combinación en paralelo de resistencia, $ R_ {1} $ y un condensador variable, $ C_ {1} $. De manera similar, el circuito de terminación consta de una combinación en paralelo de resistencia, $ R_ {2} $ y capacitor, $ C_ {2} $.
El diagrama de circuito anterior se modifica en forma de bridge circuit y se muestra en la siguiente figura.
Podemos equilibrar el puente, ajustando el valor del condensador variable, $ c_ {1} $. Discutiremos el concepto de puentes en los siguientes capítulos. Por el momento, considere lo siguientebalancing condition of AC bridge.
$$ Z_ {1} Z_ {4} = Z_ {2} Z_ {3} $$
Substitute, las impedancias $ Z_ {1}, Z_ {2}, Z_ {3} $ y $ Z_ {4} $ como $ R_ {1}, \ frac {1} {j \ omega C_ {1}}, R_ { 2} $ y $ \ frac {1} {j \ omega C_ {2}} $ respectivamente en la ecuación anterior.
$$ R_ {1} \ left (\ frac {1} {j \ omega C_ {2}} \ right) = \ left (\ frac {1} {j \ omega C_ {1}} \ right) R_ {2 } $$
$ \ Rightarrow R_ {1} C_ {1} = R_ {2} C_ {2} $ Ecuación 1
Por el principio de división de voltaje, obtendremos el voltage across resistor, $R_{2}$ como
$$ V_ {0} = V_ {i} \ left (\ frac {R_ {2}} {R_ {1} + R_ {2}} \ right) $$
attenuation factores la relación entre el voltaje de entrada, $ V_ {i} $ y el voltaje de salida, $ V_ {0} $. Entonces, de la ecuación anterior obtendremos el factor de atenuación, $ \ alpha $ como
$$ \ alpha = \ frac {V_ {i}} {V_ {0}} = \ frac {R_ {1} + R_ {2}} {R_ {2}} $$
$ \ Flecha derecha \ alpha = 1+ \ frac {R_ {1}} {R_ {2}} $
$ \ Flecha derecha \ alpha-1 = \ frac {R_ {1}} {R_ {2}} $
$ \ Rightarrow R_ {1} = \ left (\ alpha-1 \ right) R_ {2} $ Ecuación 2
De la Ecuación 2, podemos concluir que el valor de $ R_ {1} $ es mayor o igual que el valor de 2 para valores enteros de $ \: \ alpha> 1 $.
Sustituya la ecuación 2 en la ecuación 1.
$$ \ left (\ alpha-1 \ right) R_ {2} C_ {1} = R_ {2} C_ {2} $$
$ \ Flecha derecha \ izquierda (\ alpha-1 \ derecha) C_ {1} = C_ {2} $
$ \ Rightarrow C_ {1} = \ frac {C_ {2}} {\ left (\ alpha-1 \ right)} $ Ecuación 3
De la ecuación 3, podemos concluir que el valor de $ C_ {1} $ es menor o igual que el valor de $ C_ {2} $ para valores enteros de $ \ alpha> 1 $
Example
Encontremos los valores de $ R_ {1} $ y $ C_ {1} $ de una sonda que tiene un factor de atenuación, $ \ alpha $ como 10. Supongamos, $ R_ {2} = 1 M \ Omega $ y $ C_ {2} = 18pF $.
Step1 - Obtendremos el valor de $ R_ {1} $ sustituyendo los valores de $ \ alpha $ y $ R_ {2} $ en la Ecuación 2.
$$ R_ {1} = \ left (10-1 \ right) \ times 1 \ times 10 ^ {6} $$
$$ \ Rightarrow R_ {1} = 9 \ times 10 ^ {6} $$
$$ \ Flecha derecha R_ {1} = 9 M \ Omega $$
Step 2 - Obtendremos el valor de $ C_ {1} $ sustituyendo los valores de $ \ alpha $ y $ C_ {2} $ en la Ecuación 3.
$$ C_ {1} = \ frac {18 \ times10 ^ {- 12}} {\ left (10-1 \ right)} $$
$$ \ Rightarrow C_ {1} = 2 \ times 10 ^ {- 12} $$
$$ \ Flecha derecha C_ {1} = 2 pF $$
Por lo tanto, los valores de $ R_ {1} $ y $ C_ {1} $ de una sonda serán $ 9M \ Omega $ y $ 2pF $ respectivamente para las especificaciones dadas.
Sondas activas
Si el cabezal de la sonda consta de componentes electrónicos activos, entonces se llama active probe. El diagrama de bloques de la sonda activa se muestra en la siguiente figura.
Como se muestra en la figura, el cabezal de la sonda consta de un seguidor de fuente FET en cascada con seguidor de emisor BJT. El seguidor de fuente FET proporciona alta impedancia de entrada y baja impedancia de salida. Considerando que, el propósito del seguidor de emisor BJT es que evita o elimina el desajuste de impedancia.
Las otras dos partes, como el cable coaxial y el circuito de terminación, siguen siendo las mismas en las sondas activas y pasivas.