Tajemnice dobrych sond oscyloskopowych

Trzeci artykuł serii pokazuje jak w przypadku najpopularniejszych biernych sond wysokoomowych można skutecznie walczyć z odbiciami wynikającymi z niedopasowania falowego oraz dlaczego w warunkach amatorskich budowa dobrej sondy biernej jest trudna, a praktycznie wręcz niemożliwa.

W poprzednim artykule Niskoomowe sondy oscyloskopowe? omówiłem jeden ze sposobów walki z odbiciami wynikającymi z niedopasowania falowego.

W tym artykule wracam do pytania: jak to jest możliwe, że przy zastosowaniu ewidentnie niedopasowanych sond wysokoomowych, na ekranie oscyloskopu nie widać nieuniknionych odbić? Jak zbudowane są „klasyczne” sondy 10:1 o pasmie kilkuset megaherców?

Aby odpowiedzieć na te pytania, trzeba wrócić do pierwszego artykułu Sondy oscyloskopowe – dlaczego są niezbędne?, gdzie omawialiśmy oscyloskopowe sondy bierne i mogłoby się wydawać, że artykuł ten wyjaśnia wszystkie szczegóły z nimi związane.

W tym pierwszym artykule omówiona była podstawowa, absolutnie najważniejsza kwestia zwiększania rezystancji i reaktancji pojemnościowej obciążającej badany układ, a to dzięki zastosowaniu skompensowanego dzielnika wejściowego.

Jednak wtedy ani jednym słowem nie zająknąłem się o problemie zjawisk falowych, (nie)dopasowania i odbić sygnału. W drugim artykule – Niskoomowe sondy oscyloskopowe? omówiłem sposób rozwiązania problemu niedopasowania i odbić przez zmniejszenie rezystancji wejściowej oscyloskopu do 50 omów. Okazuje się, że z problemem niedopasowania i odbić można zaskakująco skutecznie walczyć także w przypadku wejścia 1-megaomowego.

Dwa poważne problemy

W Internecie można znaleźć mnóstwo informacji o sondach 10:1 i w wielu takich źródłach przedstawiane są bardzo mocno uproszczone schematy sond biernych w postaci takiej, jak na przykład na rysunku 1. Tu nie ma nawet informacji o istnieniu kabla.

Inny przykład to rysunek 2 – tu też obecność kabla zaznaczona jest w sposób śladowy.

Rysunek 3 zawiera informację o obecności kabla, ale nie ma żadnej konkretnej informacji o jego parametrach.

W niektórych źródłach schematy takich sond są nieco dokładniejsze i nieco lepiej przedstawiają obecność i pojemność kabla pomiarowego – przykład na rysunku 4.

Także na rysunku 5 (na następnej stronie) widzimy pojemność C2, która ma reprezentować kabel sondy. Jak widać, jest to schemat z programu symulacyjnego i na przykładzie takiego obwodu sprawdzane mają być finalne właściwości sondy. Tu czai się poważne niebezpieczeństwo, do którego jeszcze wrócę.

(…)

——– ciach! ——–

To jest tylko fragment artykułu, którego pełna wersja ukazała się w numerze grudniowym czasopisma Zrozumieć Elektronikę (ZE 12/2024). Czasopismo aktualnie nie ma wersji drukowanej na papierze. Wydawane jest w postaci elektronicznej (plików PDF). Pełną wersję czasopisma znajdziesz na moim profilu Patronite i dostępna jest dla Patronów, którzy wspierają mnie kwotą co najmniej 10 zł miesięcznie. Natomiast niepełna, okrojona wersja, pozwalająca zapoznać się z zawartością numeru ZE 12/2024 znajduje się tutaj.

Piotr Górecki

 

Uwaga! Wskazówki, jak nabyć archiwalne numery znajdują się na stronie: https://piotr-gorecki.pl/n11

Chodzi o ZE 12/2024.