Cum să alegeți între intrarea de 50 ohmi și intrarea de 1 megaohm

Când fiecare osciloscop are atât o intrare de 50 ohmi, cât și o intrare de 1 megaohm, cum alegeți pe care să o utilizați? Iată recomandările mele pentru momentul în care trebuie utilizată fiecare intrare.

fig-1-cum-sa-alegi-intrarea-de-50-de-ohm

Figura 1. Același semnal de la un driver de buffer rapid măsurat cu un cablu de 1 metru, 50 ohmi, cu 1 megaohm de intrare și același cablu cu intrare de 50 ohmi.

Folosiți 1 megaohm atunci când utilizați o sondă de 10x

Singura setare de utilizat cu o sondă de 10x este intrarea de 1 megaohm. Nu ai de ales. Dacă lățimea de bandă a semnalului dvs. este sub aproximativ 200 MHz, sonda 10x este o sondă excelentă de utilizat pentru toate aplicațiile de uz general. Dezavantajul unei sonde de 10x este că reduce raportul semnal-zgomot cu 20 dB, deoarece atenuează semnalul cu 10x. La un osciloscop de rezoluție de 12 biți, zgomotul de vârf la vârf de intrare este de aproximativ 1 mV. Aceasta corespunde unei sensibilități la tensiunea vârfului de 10 mV / div ca cea mai sensibilă scală. Dacă doriți să măsurați semnale de nivel scăzut care sunt mai mici de aproximativ 100 mV, sonda 10x vă va limita sensibilitatea. În acest caz, luați în considerare utilizarea unei conexiuni directe sau a unei sonde active.

Utilizați 1 megaohm pentru semnale de nivel scăzut printr-o conexiune directă prin cablu

Dacă aplicația dvs. este pentru măsurarea semnalelor de nivel foarte scăzut, utilizați o conexiune directă prin cablu la osciloscop pe o scară de intrare de 1 megaohm. Apoi, aveți sensibilitatea completă a amplificatorului. Pe scara de 1 megaohm, veți putea măsura tensiuni de până la 50 V, cu offset de gamă dinamică mare și cuplare de curent alternativ. Dezavantajul utilizării unei conexiuni directe prin cablu cu intrarea de 1 megaohm este că puteți introduce artefacte de reflexie, cum se arată în Figura 1.

Reflecțiile se întâmplă întotdeauna atunci când un semnal întâlnește o modificare a impedanței instantanee. Dacă timpul de creștere a sursei este mai mare de aproximativ 4x de timpul de întârziere a cablurilor, atunci reflexiile vor fi intinse în timpul marginilor ascendente sau descendente ale semnalului. Artefactul de reflexie va fi neglijabil.

În cazul unui semnal cu creștere îndelungată sau a unor cabluri scurte, nu ar trebui să vă faceți griji cu privire la reflexii, iar utilizarea unei impedanțe de intrare de 1 megaohm la osciloscop ar trebui să fie in regula. Acest lucru vă va permite să priviți semnale de tensiune mai mare, semnale de nivel inferior, să activați mai mult offset DC și să utilizați cuplarea AC. Intrarea de 1 megaohm este setarea preferată pentru semnale cu timp de creștere lung sau cu lățime de bandă redusă.

Cât de mică este o lățime de bandă? Dacă lungimea tipică a cablului este de 1 metru, întârzierea unui cablu este de aproximativ 5 nsec. Acest lucru înseamnă că pentru creșterea semnalului mai mare de 4 x 5 nsec = 20 nsec, o intrare de 1 megaohm este foarte bună. Aceasta este o lățime de bandă a unui semnal de aproximativ 0,35 / 20nsec = 17 MHz. Dacă semnalele dvs. au o lățime de bandă sub 20 MHz, nu ezitați să utilizați intrarea de 1 megaohm.

Folosiți 50 ohmi pentru a elimina reflexiile atunci când utilizați cabluri de 50 ohmi

Motivul real pentru care toate osciloscoapele au o opțiune de intrare de 50 ohmi este acela de a reduce reflexiile de la o sursă conectată la osciloscop folosind un cablu de impedanță caracteristică de 50 ohmi, cum ar fi un cablu RG58 sau RG174. Dacă există un cablu de 50 ohmi, atunci semnalul va vedea o impedanță instantanee de 50 ohmi pe măsură ce se propagă către obiectiv. Când intră în osciloscop, dacă putem menține constantă impedanța instantanee, nu va exista nici o reflectare și vom vedea în osciloscop tensiunea reală lansată în cablu de către sursă. Am decis în mod intenționat să adăugăm o opțiune de terminare de 50 ohmi în osciloscoapele noastre, deoarece am presupus că clienții vor folosi un cablu de 50 ohmi. Aceasta înseamnă că, pentru cele mai mari semnale de lățime de bandă, până la limita de lățime de bandă a osciloscopului, utilizați setarea de impedanță de intrare de 50 ohmi. Acest lucru va oferi cea mai mare măsurare a lățimii de bandă și cel mai scăzut nivel de zgomot.

Pericol, pericol!

Cu toate acestea, dacă tensiunea dvs. de intrare DC sau RMS este apropiată sau mai mare de 5 V, NU UTILIZAȚI intrarea de 50 ohmi la obiectiv! În interiorul osciloscopului, în fața amplificatorului, este un rezistor de 50 ohmi. Acest rezistor este capabil să disipeze doar 0,5 wați de putere. Dacă rezistența consumă mai mult de 0,5 wați, se va încălzi prea mult. În caz extrem, rezistența poate fi deteriorată termic – sau poate cădea literalmente de pe placă. Limita de consum de 0,5 wați se aplică unui semnal de intrare de 5 Vrms. Aceasta înseamnă un nivel de curent continuu de 5 V sau un semnal de vârf la vârf de 10 V cu un ciclu de funcționare de 50%, de exemplu. Dacă trebuie să testați o tensiune mai mare de 5 V, în special o linie de alimentare, luați în considerare utilizarea unei sonde de linie, cum ar fi RP4030, care este proiectată pentru linii de alimentare de până la 30 Vcc.

sursa Dr. Eric Bogatin blog.teledynelecroy.com