Как устроены щупы осциллографа

Опубликовано в рубрике "Инструменты", 12 августа, 2011.

автор: BSVi http://bsvi.ru/kak-ustroeny-shhupy-oscillografa/

Несколько лет назад, я сам пытался сделать щуп и удивлялся, почему у меня получается такая откровенная лажа. Оказывается, не все так просто. Теперь я не удивляюсь, почему щупы стоят так дорого.

Если кратко, то провод щупа является длинной линией и не правильно представлять себе его в виде емкости к земле, как это делают обычно, ставя компенсирующую диф. цепочку.

Кроме того, что эту линию нужно нагружать на волновое сопротивление с обоих концов, так еще и самая линия должна быть с потерями, дабы не допускать локальных резонансов.

Сопротивление щупа x10 равно 10 мегаОмам только на низких частотах, на частотах повыше компенсирующий конденсатор и эквивалентный конденсатор в осциллографе становятся практически короткими замыканиями. Входное сопротивление щупа оказывается равным сумме сопротивлений терминаторов и потерь на линии (порядка 100 Ом).

Проводок, которым подключают землю щупа обладает индуктивностью порядка 150нГн + 50нГн остатка щупа. Получается, что на частотах выше 10МГц он вносит существенную погрешность в измерения.

Если интересуют только практические аспекты, то вот они:

• Не забываем подстраивать емкость на щупе.
• Разница между щупами с разной полосой пропускания в отношении к деталям – в более широкополосных щупах больше внимания уделено проводу – он сделан из более тонкого и качественного провода, а в самом щупе меньше паразитных емкостей.
• x10 щуп имеет сопротивление 10МОм только на низких частотах на предельных частотах его сопротивление порядка 100Ом.
• Паразитная индуктивность земляного подключения портит сигналы выше 10МГц. Используйте специальную насадку, которую можно надеть на щуп прямо около его кончика.
• Провод у щупа (особенно, высокочастотного) очень нежный, так как внутри находится очень тоненькая проволочка с высоким сопротивлением.
• Лично для себя я отметил интересовавшую меня ранее деталь: Не имеет значения, где именно находится конденсатор компенсатора – около щупа или около осциллографа.