Đầu dò máy hiện sóng

Để đạt được độ chính xác tốt hơn, cần phải đạt được mức trở kháng cao hơn. Để đạt được điều này, các bộ suy hao được lắp vào đầu của đầu dò kết nối với mạch điện cần thử nghiệm. Loại đầu dò phổ biến nhất có bộ suy hao tích hợp cho độ suy giảm là 10 và nó được gọi là đầu dò máy hiện sóng X10. Sự suy giảm cho phép tăng trở kháng của mạch điện cần thử nghiệm lên 10 và điều này cho phép thực hiện các phép đo chính xác hơn.

Khi đầu dò X10 làm suy giảm tín hiệu đi một phần mười, tín hiệu đi vào phạm vi chính nó sẽ bị giảm. Điều này phải được tính đến. Một số máy hiện sóng tự động điều chỉnh thang đo theo đầu dò hiện tại, mặc dù không phải tất cả đều có thể làm điều này. Nó đáng để kiểm tra trước khi đọc.

Đầu dò phạm vi 10X sử dụng một điện trở nối tiếp (9 M Ohms) để cung cấp độ suy giảm 10: 1 khi nó được sử dụng với trở kháng đầu vào 1 M Ohm của chính ống soi. Trở kháng 1 M Ohm là trở kháng tiêu chuẩn được sử dụng cho đầu vào của máy hiện sóng và do đó điều này cho phép các đầu dò phạm vi có thể hoán đổi cho nhau giữa các máy hiện sóng của các nhà sản xuất khác nhau.

Mạch thăm dò phạm vi được hiển thị là một điển hình có thể được nhìn thấy – các biến thể khác với tụ bù thay đổi ở đầu cũng phổ biến như vậy.

Ngoài các đầu dò phạm vi X1 và X10, các đầu dò X100 cũng có sẵn. Các đầu dò của máy hiện sóng này có xu hướng được sử dụng ở những nơi yêu cầu mức tải mạch rất thấp và ở những nơi có tần số cao. Khó khăn khi sử dụng là thực tế là tín hiệu bị suy giảm bởi hệ số 100.

Bù đầu dò máy hiện sóng X10

Đầu dò phạm vi X10 thực sự là một bộ suy hao và điều này cho phép nó tải mạch được thử nghiệm ít hơn nhiều. Nó thực hiện điều này bằng cách giảm tải điện trở và điện dung trên mạch. Nó cũng có băng thông cao hơn nhiều so với đầu dò phạm vi X1 truyền thống.

Đầu dò phạm vi x10 đạt được đáp ứng tần số cao tốt hơn so với đầu dò X1 bình thường vì nhiều lý do. Nó thực hiện điều này bằng cách giảm tải điện trở và điện dung trên đầu dò X10 thường có thể được điều chỉnh hoặc bù, để cải thiện đáp ứng tần số.

Đối với nhiều đầu dò phạm vi, có một điều chỉnh duy nhất để cung cấp phần bù cho đầu dò, mặc dù có thể có hai trên một số đầu dò, một dành cho phần bù LF và phần còn lại dành cho phần bù HF.

Đầu dò chỉ có một điều chỉnh, đó là bù LF được điều chỉnh, đôi khi bù HF có thể được điều chỉnh trong nhà máy.
Để đạt được độ bù chính xác, đầu dò được kết nối với bộ tạo sóng vuông trong phạm vi và bộ chỉnh bù được điều chỉnh cho đáp ứng yêu cầu – sóng vuông.

Có thể thấy, việc điều chỉnh là khá rõ ràng và nhanh chóng và dễ dàng thực hiện. Nó nên được thực hiện mỗi khi đầu dò được di chuyển từ đầu vào này sang đầu vào khác, hoặc phạm vi này sang phạm vi khác. Thỉnh thoảng kiểm tra nó cũng không hại gì, ngay cả khi nó vẫn ở trên cùng một đầu vào. Như trong hầu hết các phòng thí nghiệm, mọi thứ được cho mượn và một đầu dò khác có thể được trả lại, v.v. .

Một lưu ý thận trọng: nhiều đầu dò máy hiện sóng có công tắc X1 / X10. Điều này là thuận tiện, nhưng cần phải hiểu rằng tải điện trở và điện dung trên mạch tăng lên đáng kể ở vị trí X1. Cũng nên nhớ rằng tụ bù không có tác dụng gì khi sử dụng ở vị trí này.

Như một ví dụ về loại mức tải được trình bày, đầu dò phạm vi điển hình có thể cung cấp điện trở tải 10MΩ cùng với điện dung tải 15pF cho mạch ở vị trí X10. Đối với vị trí X1, đầu dò có thể có điện dung có thể là 50pF cộng với điện dung đầu vào phạm vi. Điều này có thể kết thúc bằng thứ tự 70 đến 80pF.

Các loại đầu dò khác

Ngoài đầu dò điện áp 1X và 10X tiêu chuẩn, một số loại đầu dò phạm vi khác có sẵn.

• Các đầu dò hiện tại:   Đôi khi cần phải đo các dạng sóng hiện tại trên máy hiện sóng. Điều này có thể đạt được bằng cách sử dụng một đầu dò hiện tại. Điều này có một đầu dò kẹp xung quanh dây và cho phép cảm nhận dòng điện. Đôi khi sử dụng các hàm toán học trên một phạm vi cùng với phép đo điện áp trên một kênh khác, có thể đo công suất, cũng như xem xét sự chênh lệch pha.
• Đầu dò chủ động:   Khi tần số tăng lên, các đầu dò thụ động tiêu chuẩn trở nên kém hiệu quả hơn. Ảnh hưởng của điện dung tăng lên và băng thông bị hạn chế. Để khắc phục những khó khăn này, có thể sử dụng các đầu dò tích cực. Chúng có một bộ khuếch đại ngay ở đầu của đầu dò cho phép thực hiện các phép đo với mức điện dung rất thấp. Có thể đạt được tần số vài GHz bằng cách sử dụng các đầu dò phạm vi hoạt động.
• Đầu dò phạm vi vi sai:   Trong một số trường hợp, có thể cần đo các tín hiệu vi sai. Âm thanh mức thấp, tín hiệu ổ đĩa và nhiều trường hợp khác sử dụng tín hiệu vi sai và những tín hiệu này cần được đo như vậy. Một cách để đạt được điều này là thăm dò cả hai dòng của tín hiệu vi sai bằng cách sử dụng một đầu dò mỗi dòng như thể có hai tín hiệu kết thúc duy nhất, và sau đó sử dụng máy hiện sóng để cộng sau đó vi phân (tức là trừ một tín hiệu khác) để cung cấp sự khác biệt.Sử dụng hai đầu dò phạm vi theo cách này có thể dẫn đến một số vấn đề. Vấn đề chính là các phép đo kết thúc đơn lẻ có tính chất này không đưa ra yêu cầu từ chối bất kỳ tín hiệu chế độ chung nào (tức là Tỷ lệ loại bỏ chế độ chung, CMMR) và có khả năng xuất hiện nhiễu bổ sung. Có thể có chiều dài cáp khác nhau trên mỗi đầu dò có thể dẫn đến chênh lệch thời gian và độ lệch nhẹ giữa các tín hiệu.Để khắc phục điều này, một đầu dò vi sai có thể được sử dụng. Điều này sử dụng một bộ khuếch đại vi sai tại điểm thăm dò để cung cấp tín hiệu vi sai được yêu cầu sau đó được truyền dọc theo đầu dò phạm vi đến chính máy hiện sóng. Cách tiếp cận này cung cấp mức hiệu suất cao hơn nhiều.
• Đầu dò điện áp cao:   Hầu hết các đầu dò điện áp của máy hiện sóng tiêu chuẩn như X1 hoặc X10 chỉ được chỉ định để hoạt động với điện áp tối đa là vài trăm vôn. Để hoạt động cao hơn mức này, cần có đầu dò điện áp cao thích hợp với đầu dò được cách điện đặc biệt. Nó cũng sẽ giảm điện áp cho đầu vào đến phạm vi để thiết bị thử nghiệm không bị hỏng do điện áp cao. Thường thì đầu dò điện áp có thể là X50 hoặc X100.

Tóm lược

Đầu dò máy hiện sóng là một bổ sung cần thiết cho bất kỳ máy hiện sóng nào. Trong hầu hết các trường hợp, đầu dò phạm vi thụ động 10X có thể được sử dụng, nhưng các loại đầu dò thử nghiệm khác cần được xem xét phụ thuộc vào các ứng dụng được dự kiến.