Sonda oscyloskopowa - alternatywa
Pomysł zrodził się z potrzeby chwili.
Wpadł mi w ręce dwukanałowy oscyloskop Hameg 203-5 ale bez sond. Stary jednokanałowy rosyjski oscyloskop który mi służył dotychczas odstąpiłem znajomemu i dałem mu go wraz oryginalną sondą.
Nabyłem sondę oscyloskopową TEXAS-250
Producent podaje:
1:1, DC-10MHz, 35ns, 1MOhm, 46pF
1:10, DC-250MHz, 1,4ns, 10MOhm, 11pF
Dziwne, bo zmierzyłem pojemności wejściowe tej sondy odłączonej od oscyloskopu
i wyszło że to co podał producent to pobożne życzenia. Dla 1:1 zmierzyłem 65pF a dla 1:10 14pF.
Jako że potrzebowałem pilnie drugiej sondy a że funduszy chwilowo brak, postanowiłem wykonać ją we własnym zakresie.
Wykonałem ją w ciągu 3 godzin z materiałów jakie akurat były pod ręką. Najtrudniejsze w tym wszystkim jest zdobyć odpowiedni przewód o jak najniższej pojemności. Idealnym by było także aby prócz małej pojemności, impedancja falowa przewodu odpowiadała impedancji oscyloskopu czyli 1MOhm... ale to jest nierealne.
Oczywiście takiego przewodu (z oporową żyła zresztą) nie udało mi się zdobyć.
Wtedy wpadł mi do głowy pomysł zmierzenia przewodu antenowego z instalacji samochodowej. Jak wiadomo impedancja falowa tych przewodów wynosi w zależności od wykonania około 120-200Ohm, a sam przewód wykonany jest w dość specyficzny sposób. Jest to bardzo cienki drucik uformowany w kształcie fali i wsunięty w rurkę. Rurka jest już w typowym oplocie jak przewód koncentryczny.
Zmierzyłem 2 metrowy odcinek takiego przewodu wyciągniętego z samochodu na szrocie i wyszło że posiada impedancję falową 132Ohm a pojemność jego to 32pF/m. Nieźle pomyślałem,trzeba szukać innego przewodu tak aby impedancja była jeszcze wyższa ale póki co zabrałem się za wykonanie sondy na tym przewodzie który akurat miałem.
Uciąłem ten przewód na długość 1,2m (typowa długośc większości sond na rynku). Przwewód od strony oscyloskopu zakończony jest w metalowym pudełeczku. Wygląda to tak że wtyk BNC umocowałem do tego małego pudełeczka metalowego (z uszkodzonego wzmiacniacza antenowego TV). W pudełeczku tym znajdują się dwie podkówki oraz kondensator. Wartości elementów wziąłem na wzór sondy TEXAS. Służą one do dopasowania impedancji falowej przewodu do impedancji oscyloskopu. Po drugiej stronie przewodu umieszczonego w metalowym grocie wykonanym z różnych klamotów które znalazłem w przydasiowej szufladzie, umieściłem przełącznik 1:1/1:10 oraz rezystor 9Mohm i trymer. Służą one do kompensacji pojemności w zakresie 1:10. Płytkę "wytargałem" dosłownie ostrym nożem w kilkanaście minut i obsadziłem klejem DISTAL. Całość zamykana jest rurką mosiężną zakręcaną na jedną śrubkę, muszę jeszcze tylko na cały grot nałożyć izolację z koszulki termokurczliwej.
Efekt:
1:1 zmierzona pojemność 45pF
1:10 zmierzone 12pF (prototyp bez obudowy miał nawet 8pF)
Jak widać zmierzone pojemności wypadły lepiej niż w TEXAS.
Pomiar na zakresie 1:10 sygnału prostokątnego 10MHz fabryczną TEXAS250 oraz moją sondą na dwóch kanałach oscyloskopu wygląda niemal identycznie ale moja sonda wprowadza mniejsze opóźnienie, które widać na ekranie oscyloskopu. Sygnał mierzony moją sondą jest po prostu przesunięty o około 2ns w lewo względem sygnału mierzonego sondą TEXAS. Wygląda więc że i opóźnienie w mojej sondzie jest lepsze ale nie bardzo rozumiem jakim sposobem to co podaje producent czyli 1,4ns jest możliwe. Może i tu parametr podany przez producenta to pobożne życzenie?
Teraz będzie najciekawsze. "Obmierzyłem" porównawczo obie sondy sygnałem sinusoidalnym podawanym z generatora wcz w analizatorze Anritsu MT8801B. Wszystkie pomiary wykonałem oscyloskopem HAMEG 203-5 jaki posiadam. Według produceenta, gwarantowane pasmo tego oscyloskopu to 20MHz -3dB. Zmierzyłem na obu sondach i okazało się że dla -3dB pasmo wynosi więcej, bo "aż" 27MHz" a dla -6dB sięga do 40MHz. Dziwne rzeczy jednak zaczynają się przy wyzszych częstotliwościach, okazuje się że TEXAS zaniża mocno. Dla porównania wziąłem obie sondy do QRLu i porównałem je na oscyloskopie DT6650 z pasmem 60MHz.
Tu także wyniki porównań wyszły podobne, czyli na niekorzyść sondy TEXAS.
Nie wiem co o tym wszystkim myśleć, wiem tylko że mam drugą sondę i wygląda na to że za kilka złotych całkiem niezłą sondę.
Zrobię kilka fotek i wkleję niebawem.
Póki co proszę o komentarze.
Marek
|
