高速受動プローブ-著者間の矛盾または異なる視点？

文書では、ヒスコックら。オシロスコープのプローブ理論の基本について説明します。このドキュメントは非常に理解しやすく、一貫しているようです。特に彼にとって、悪者は同軸ケーブルとオシロスコープの並列キャパシタンスであり、プローブの先端に並列にキャパシタンスを追加することで補償する必要があることに注意してください（したがって、チップのキャパシタンスは増加します）。

それからd。1 GHzのパッシブプローブを作成する彼の方法を使ったスミス。まず、なぜ彼がプローブを50オームの抵抗で終端するのか完全に明確ではありません。反射を避けるために、プローブの片側（つまり、オシロスコープ側）が50オームの抵抗で終端するだけでは十分ではありませんか？これはもっと多くの反射を殺すことだと思います。それで、それをさせてください。しかし、私にとって奇妙なのは、彼がケーブルの容量もオシロスコープの容量も考慮していないことです。特に、彼にとって、殺さなければならない獣は、チップ静電容量です（だから彼は増加しますケーブルの並列容量）、上記の文書でHiscoksが言っていることの正確な逆です。この人が初心者の場合、プローブがなぜ機能するのか理解できず、銅箔でチップの静電容量を実際に増やしていると思います。しかし、ちょっと！この男は、さまざまな雑誌にいくつかの記事を発表した調査の第一人者です。

そして今、最高の最高のもの、The Art of Electronics、12.2 p。808：高速パッシブプローブを行うには？非常にシンプル：

...そして、50Ωの細い同軸ケーブル（RG-178が好き）に直列抵抗（950Ωが好き）を引っ掛けて独自のものを作ります。同軸シールドを一時的に近くのグラウンドにはんだ付けし、もう一方の端をスコープ（50Ω入力に設定）に差し込み、出来上がり-高速20 xプローブ！

私の理解が正しければ、ケーブルの50オームの特性インピーダンスを持つ950オームの抵抗器は1:20の抵抗分圧器を作ります（これまでは問題ありません）が、プローブ補正などはどうでしょうか？えっ！

誰かが何が起こっているのか教えてもらえますか？

100 MHzおよびそれより遅いプローブの場合、問題の信号の波長はケーブルが実際に伝送ラインのように機能せず、プローブの先端がスコープの入力インピーダンスをほとんど直接「見る」ほど長いです。また、プローブのインピーダンスとスコープの入力インピーダンスは、ケーブルの特性インピーダンスと一致しません。この場合、静電容量は実際に制御および補償する必要がある主要な要素です。これは、ヒスコックらに記載されています。資料。

高周波では、ケーブルは伝送ラインのように機能し、プローブの先端はスコープの入力インピーダンスを直接認識しません。代わりに、プローブの先端はケーブルの特性インピーダンスを確認します。通常、高周波プローブの場合、標準の50オームRF設計手法が使用されます。すべてがちょうど50オーム（スコープ入力とプローブチップの両方）に一致します。

dの違いについては。スミスとエレクトロニクスの技術、彼らは基本的に多かれ少なかれ同じことをしようとしています。d。smithは、並列抵抗をグランドに追加して分圧器の片側を形成し、約40：1のプローブを生成します。その50オームの抵抗は、同等の25オームの抵抗の場合、50オームのケーブルと並列に表示されます。これにより、976オームの直列抵抗で分圧器が形成されます。どうやら彼のプローブのチップキャパシタンスは十分に高く、フラットな周波数応答を得るために追加の補償が必要でした。この抵抗は終端抵抗として実際には必要ないことに注意してください-スコープのラインのもう一方の端が50Ωに適切に終端されていると仮定すると、ケーブルから戻ってくる反射はないはずです。プローブヘッドでのインピーダンス不整合。

エレクトロニクス設計の技術も同じことを行いますが、分圧器の片側としてケーブルの特性インピーダンスのみを使用します。950オームの直列抵抗と組み合わせて、これは20：1のプローブを生成します。これはおそらく、適切な抵抗が使用されている場合、追加の補償なしでかなり高い周波数まで「十分に」機能しますが、950オームの抵抗と同軸ケーブルの間の適切なサイズのコンデンサをグランドに追加すると少し改善できると思います。エレクトロニクス設計の技術の減衰もdよりも低くなっています。スミス設計により、静電容量の不整合が問題になる可能性が低くなります。一般的に、エレクトロニクス設計の技術は、デバッグには十分に機能するが、より正確なものが必要な場合は改善できる、迅速で汚れた技術であると本当に考えています。

実際、Hiscocksの文書は非常に明確で、プローブで9 Mの直列抵抗、スコープで1 Mの接地です。高周波に対して10：1の比率が維持されるように、コンデンサを並列に追加します。それはすべて理にかなっています。

このように作成された優れた10：1プローブは、最大300 MHzの帯域幅を実現できると考えています。

他のソリューションは、より高い帯域幅（帯域幅）を達成しようとします。次に、取り除く必要がある最初の制限は（標準の10：1プローブと比較して）プローブケーブルです。10：1プローブに使用されるケーブルは、BWの制限要因です。高い帯域幅のケーブルを使用する必要があり、RG-178のように、ほとんど常に50オームの特性インピーダンスがあります。できるようにするには、使用ケーブルのな長さが上終了しなければならないということBW 両方の 50オームと側面を。それはケーブルを送電線にします。

D.スミスとアーツオブエレクトロニクスはどちらも、この伝送ラインを基礎として使用しています。50オームの終端抵抗は通常オシロスコープの内部にあります（スコープの設定を変更する必要があります）。そのような設定がない場合は、何らかの方法で50オームを追加する必要があります。

50オームの伝送ラインに結合するには、両方ともオプションのコンデンサ付きの抵抗を使用します。アーツオブエレクトロニクスは、彼らが得た帯域幅にすでに満足しているようです。彼らが主に素敵な形をしたデジタル信号についてどのように話しているかに注意してください！

また、伝送ラインは多くの静電容量なしで50オームのインピーダンスとして動作するため、入力でRG-178のすべての静電容量を「見る」ことはできません。したがって、適切な周波数補償を得るために必要なのは、950オームの抵抗の両端に非常に小さな容量のみです。

インピーダンスが1メガオームのスコープがある場合、プローブ補正が必要です

スコープとケーブルのインピーダンスが一致する場合、補償するものはありません。ケーブルは伝送ラインであり、ケーブルのインダクタンスはその容量の影響をキャンセルします。

ほとんどのスコープに50オームの問題がないのは、測定対象の回路に大きな負荷がかかるためです。プローブを接続するだけで、望ましくない動作を引き起こさないように注意する必要があります。高インピーダンスのプローブを使用すると、妨害の少ない回路をプローブできます。

スミスは同軸ケーブルの両端を終端します。それから何が得られるのかわかりません。その後、終端の静電容量を補償する必要があり、何が得られているのかわかりません。

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