Messung des Rauschens auf DC-Schienen mit aktiver Sonde

Ich habe einen aktiven Tektronix P6245-Tastkopf (erlaubt nur DC-Eingang) und möchte ihn verwenden, um Rauschen auf verschiedenen Stromversorgungsschienen zu sehen. Ich habe dies bereits auf einer +3,3-V-Schiene getan und kann am Oszilloskop (Tek TDS744a) einen ausreichenden DC-Offset erzielen, um Millivolt zu sehen.

Schwierig wird es jedoch bei höheren Spannungen (innerhalb der Tastkopfgrenzen). Beispielsweise ist eine +12-V-DC-Schiene hart. Es ist einfach nicht möglich, die vertikale Auflösung auf ein Niveau zu bringen, das aussagekräftige Daten liefert.

Ich erwäge einen Gleichstromsperrkondensator zwischen der Sonde und der zu testenden Schiene. Ist dies eine sinnvolle Option? Irgendwelche Vorschläge für den besten Weg, dies zu tun?

Ich sehe keinen Grund, warum Sie Serienkappe und R nicht verwenden können, um mit der Sonde zu überwachen. Layout und Massepfad können die 5-GHz-Bandbreite beeinträchtigen, aber hier kein Problem. Schlagen Sie eine NPO-Keramik- oder Kunststoffkappe vor. Aber auch jede 10:1-Sonde mit direktem Anschluss an Spitze/Ring der Sonde sollte mit der Impulskalibrierung in Ordnung sein.
Was sind die relativen Größen und Frequenzen des Rauschens, das Sie untersuchen möchten?
Das Rauschen, an dem ich interessiert bin, liegt möglicherweise zwischen 50 Hz und 1,5 MHz oder so.

Antworten (4)

Ja, fahren Sie fort und verwenden Sie eine DC-Sperrkappe. Aktive Tastköpfe haben eine hohe Eingangsimpedanz, sodass die Besonderheiten des tatsächlichen RLC des Kondensators keine große Rolle spielen. Wenn Sie mehr Genauigkeit entlang des Spektrums benötigen, können Sie Ihre Spitze jederzeit kalibrieren.

Normalerweise verwende ich die Standard-Tektronix-Spitze (Stecker), rasiere die scharfe Kante flach (mit Dremel) und löte einen 0603-Keramikkondensator als neue Spitze. Eine 0,1-uF-25-V-MLCC-Kappe sollte Ihnen eine Bandbreite von etwa 1,6 Hz und höher bieten.

VORSICHT: Beachten Sie jedoch, dass die unsymmetrische Sonde gut geerdet sein muss, achten Sie also darauf, dass Sie kein Rauschen am Erdungskabel über die Luft oder von einem falschen Erdungspunkt aufnehmen. Verwenden Sie anstelle eines langen Kabels einen Pogo-Pin-Stecker (federbelastet) in die Erdungsbuchse der P6245-Sonde und sorgen Sie für eine offene Erdungsfläche in der Nähe Ihres Messpunkts. Sie müssen beide Spitzen richtig ausrichten, um eine gute Verbindung herzustellen.

Ich denke, das ist ein sehr vernünftiger Vorschlag. Der Grund, warum ich den P6245 verwenden möchte, ist einfach, weil er praktisch rauschfrei ist. Vielleicht ist dies das Ergebnis seiner 50-Ohm-Terminierung. Was auch immer. Werde diesen Vorschlag ausprobieren. Günstiger als eine Differentialsonde oder ein zweckgebundenes System!

Optionen:

  1. Geld keine Rolle? R&S hat speziell für diese Anwendung einen neuen Tastkopf mit getrennten AC- und DC-Signalpfaden entwickelt, sodass große Offsets bei der Messung kleiner AC-Signale berücksichtigt werden können. Die Kosten für ein neues R&S-Oszilloskop können jedoch unerschwinglich sein. Ich wäre überrascht, wenn Tek, Keysight, LeCroy usw. in naher Zukunft nicht mit ähnlichen Sonden aufwarten würden.

  2. Verwenden Sie eine andere Sonde, die eine AC-Kopplung ermöglicht.

  3. Vergessen Sie die ausgefallene Sonde und kontaktieren Sie einfach die Stromschiene über einen 50-Ohm-Widerstand mit dem Mittelleiter eines abgeschnittenen Koaxialkabels (und verbinden Sie das OC mit Masse in der Nähe) und koppeln Sie das andere Ende mit Ihrem Oszilloskop.

+1, aber bitte beenden Sie Ihr Koaxialkabel;)

Ihre Sonde scheint einen Gewinn von x1 zu haben, bietet also in diesem Fall nur einen zweifelhaften Nutzen.

Da ein Netzteil eine niedrige Impedanz hat (hoffentlich hat es Entkopplungskondensatoren!), ist der einfachste (und auch beste) Weg, sein Rauschen zu messen, einen 50-Ohm-Widerstand an Ihren Testpunkt zu löten und diesen mit einem 50-Ohm-Stück an das Oszilloskop anzuschließen Ohm Koax mit einem BNC am Ende.

Oszilloskop auf AC-Kopplung einstellen. Sie müssen die interne 50R-Terminierung nicht aktivieren, da Sie eine 50R-Quellterminierung haben.

Das Löten des Koaxialkabels gibt Ihnen die Hand, um andere Tests durchzuführen, wenn Sie beispielsweise Ihr Versorgungsrauschen mit Ihrem Mikrocontroller / Board / DSP / was auch immer verschiedene Dinge tun möchten.

Ich mag MELF-Widerstände für diesen Zweck, weil sie klein sind, ein gutes HF-Verhalten haben und im Gegensatz zu SMD-Chip-Widerständen nicht brechen, wenn das Kabel leicht zieht.

Dadurch erhalten Sie die bestmögliche Messung.

Auch die Stelle, an der Sie die Koax-Masse anlöten, ist wichtig.

Ein falscher Vorschlag! Lediglich der Abschluss am Oszilloskopende verhindert die Reflexion. Sie denken vielleicht: "Wen interessiert es, es wird an der Quellenterminierung getötet!" Stimmt, aber es existiert immer noch für den Bereich und ist frequenzabhängig.
Ja, es wird eine Reflexion über den Umfang geben. Aber eigentlich kein Problem. Wenn Sie etwas mehr Rauschen möchten und dies Sie nachts wach hält, seien Sie mein Gast und aktivieren Sie die Scope 50R-Terminierung ... und natürlich korrekte Ergebnisse für die Dämpfung.
nichts Besonderes, nur -3 dB bei 60 MHz, -6 dB bei 100 MHz, wenn eine ideale 50-Ohm-Koax-Td = 5 ns vorhanden ist und der Oszilloskopeingang normalerweise 1 MOhm 50 pF beträgt. Gut essen!
Ich würde mir Sorgen machen, eine +12-V-Schiene mit einem 50-Ohm-Abschluss zu messen. Tschüss Umfang?
@MarkRichards IMMER AC-Kopplung an 50 Ohm Koaxialkabel, dann 50 Ohm am DSO für DC-Versorgungsrauschen.

Der beste Weg wäre also, einfach eine normale Sonde mit niedrigerer Bandbreite zu verwenden (wenn Sie keine haben, sollten Sie sich vielleicht eine besorgen) und die Sonde im AC-Modus mit einer höheren Verstärkung als 1x betreiben und sich das mühsame Hinzufügen von Kondensatoren ersparen .

Ich finde es auch schwer zu glauben, dass Sie das Oszilloskop nicht auf AC-Kopplung einstellen können.

Sie fügen eine Reihenkapazität hinzu, keine Nebenschlusskapazität. Sind Sie sicher, dass sich das auf die Bandbreite auswirkt, wie Sie sagen?
Nein, ich bin mir nicht sicher, fehlerhafte Logik meinerseits. Nach dem Betrachten bringt es nur die Bandbreite um den 1-GHz-Punkt herum durcheinander, indem es einen Resonanzpunkt erzeugt.
Aktive Tastköpfe (wie P6245) sind DC-Verstärker mit begrenztem (+-8 V) Eingangs-DC-Bereich relativ zur Erde. Sie sind am Oszilloskopende mit einer 50-Ohm-Last abgeschlossen, und eine AC-Kopplung kann nicht helfen. Der P6245 hat jedoch einen Offset-Bereich von 10 V, sodass die Messung der 12-V-Schiene bei 2 V DC endet und die Verstärkung von nur 500 mV/div Sie aus dem Dynamikbereich bringt, was möglicherweise nicht ausreicht, um Rauschdetails zu erkennen.
Messung des Rauschens auf DC-Schienen mit aktiver Sonde
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