Entwerfen eines Prüfgeräts zum Anschluss an ein Oszilloskop

Ich arbeite an einem Testgerät, das an ein Oszilloskop angeschlossen werden soll, um die von ihm erzeugten Wellenformen zu messen. Da dies der Grund dafür ist, hielt ich es für sinnvoll, eine Art dedizierte Verbindung bereitzustellen, anstatt Sonden an Testpunkte anzuschließen und so weiter.

Die offensichtliche Lösung sind BNC-Buchsen am Testinstrument und ein BNC-Kabel zum Oszilloskop, aber mir wurde gesagt, dass eine Oszilloskopsonde Feinheiten aufweist, die einfache BNC-Kabel nicht umfassen.

Ist das wahr? Wenn ja, was müsste ich mit meinem Prüfgerät tun, um sicherzustellen, dass es sauber an ein Oszilloskop angeschlossen werden kann und genaue Messungen liefert?

Die zu messenden Signale sind Impulse in der Größenordnung von 1 us lang mit pp-Spannungen zwischen 100 mV und 5 V.

Antworten (3)

In Ihrem Fall müssen Sie sich keine Gedanken über die Feinheiten von Oszilloskopsonden machen. Wenn Sie hohe Frequenzen über Koaxialkabel in ein Oszilloskop einspeisen und 1-Usec-Impulse als solche zählen, sollten Sie den Oszilloskopeingang auf 50 Ohm einstellen, 50-Ohm-Koaxialkabel verwenden und sicherstellen, dass die Ausgangsverstärker Ihrer Testbox dies können 100 Ohm fahren. Ich sage 100 statt 50, weil Sie Ihren Ausgang mit 50 Ohm in Reihe terminieren möchten. Das heißt, schalten Sie einen 50-Ohm-Widerstand in Reihe mit Ihrem Testausgangsverstärker und Ihrem BNC-Anschluss. Dadurch wird natürlich die Amplitude des Signals am Oszilloskop um 1/2 reduziert, aber Sie wissen das und können es kompensieren. Entweder das, oder Sie verwenden einen x2-Verstärker in Ihrer Testbox, sodass ein nominaler 5-Volt-Ausgang tatsächlich auf 10 Volt angesteuert und am Oszilloskop auf 5 Volt heruntergeteilt wird. So oder so wird funktionieren.

Wenn Sie dies tun, können Sie ein Oszilloskop auf viel höhere Frequenzen treiben, als Sie für diese Anwendung interessieren, also wird es Ihnen gut tun.

Was ist, wenn mein Oszilloskop (in diesem Fall ein DS1052E) keinen 50-Ohm-Eingangsmodus hat?
Setzen Sie einen zweiten 50-Ohm-Widerstand am anderen Ende des Kabels direkt am Anschluss, der in Ihr Oszilloskop eingesteckt wird, parallel (von der Mitte zur Masse). Zusammenfassend: In Ihrer Box haben Sie RT1 = 50 Ohm in Reihe mit dem 50-Ohm-Kabel und am fernen Ende (Ende des Oszilloskops) des Kabels, am fernen Anschluss, ein weiteres RT2 = 50 Ohm gegen Masse. Bei hohen Frequenzen sieht der Treiber das gesamte Kabel als 50-Ohm-Last und der Oszilloskopanschluss sieht das gesamte Kabel als 50-Ohm-Quelle. Die Anpassung der Quellenimpedanz verhindert Reflexionen und erhält die Signalintegrität. Die Verstärkung beträgt immer noch 1/2, also entsprechend kompensieren.
Es gibt auch BNC-Durchgangsabschlüsse, die dasselbe tun (siehe POMONA 4119-50), BNC-Stecker auf der einen Seite und BNC-Buchse auf der anderen Seite, mit einem 50-Ohm-Widerstand von der Mitte zur Masse im Inneren.
Danke! Diese BNC-Terminatoren sind jedoch albern teuer.
Ja, das sind sie, obwohl eBay hier Ihr Freund ist. Sie sind unter anderem deshalb so beliebt, weil sie im GHz-Bereich arbeiten. Eine billigere Möglichkeit besteht darin, einen einfachen 50-Ohm-BNC-Terminator wie einen Pomona PE6156 und einen BNC-T (1 Buchse, 2 Stecker) zu besorgen und damit das Kabel und den Terminator an Ihr Oszilloskop anzuschließen. Es ist nicht ganz so gut wie das dedizierte Gerät, aber es wird den Job machen.
Der Einfachheit halber sollten Sie sich darüber im Klaren sein, dass BNC-Ts in 2 Geometrien erhältlich sind. Bei einem 1F/2M-Typ kann sich das Weibchen entweder am Stamm des T oder am Arm befinden. Sie wollen die Version mit dem Weibchen am Arm. Ein (teures) Beispiel ist der Pasternak PE9174, aber auch die billigste Version reicht aus. Wenn Sie die andere Variante verwenden, muss das Kabel parallel zum Bildschirm angeschlossen werden, und entweder das Kabel oder der Abschlusswiderstand wird den Bildschirm teilweise verdecken. Noch ein weiterer Grund, warum der ursprüngliche Terminator ein Gewinner ist.

Einige Oszilloskopsonden verwenden spezielle Pogo-Pin-Kontakte, die mit den Fingern in einem Ring um die BNC-Buchse der Sonde einrasten. Dieses Nutzungsmodell für Kontakte variiert je nach Umfang. Bei einigen der einfachsten Typen übermittelt ein einzelner Stift die 1X- oder 10X-Charakteristik der Sonde an das Oszilloskop, um die vertikalen Volt/cm entsprechend automatisch einzustellen.

Einige andere Oszilloskope verwenden dies, um den Typ des angeschlossenen Tastkopfs zu kommunizieren, einschließlich Eingangsimpedanz, unsymmetrische versus differenzielle Eingänge und andere Eigenschaften.

Wenn Sie ein gerades BNC-Kabel anschließen, geben Sie diese "Eigenschaften" auf, die natürlich wichtig sein können oder nicht.

Vielleicht beziehen sie sich auf die Kapazität der Oszilloskopsonde? Dies liegt normalerweise in der Größenordnung von 10 pF und kann manchmal Schwingungen verursachen oder stabilisieren. Oder wirkt die Erdungsleitung der Sonde manchmal wie eine Antenne? Beide Probleme können durch gute Verbindungspraktiken gemildert werden, vorausgesetzt, dies war das Problem.

Eine andere Frage wäre, ob Sie ein Impedanzanpassungsnetzwerk benötigen oder nur den HiZ-Modus des Oszilloskops verwenden.

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