Mein Lehrbuch besagt, dass der High-Z-Modus es dem Vout ermöglicht, Vin im Wert genau anzupassen. (Passt diese Impedanz?) Wenn dies der Fall ist, in welchen Szenarien sollte ich einen High-Z-Modus im Vergleich zu einem 50-Ohm-Modus verwenden? Oszilloskop?
Wenn Sie mit vielen Nicht-HF-Situationen arbeiten und mit Spannungssignalen umgehen, möchten Sie den High-Z-Modus verwenden. Viele universellere Oszilloskope mit niedrigerer Frequenz (im Allgemeinen Bandbreiten unter 1 GHz) haben nur einen High-Z-Modus, oder wenn sie einen 50-Ohm-Modus haben, ist dies nicht die Standardeinstellung.
Sobald Sie anfangen, sich mit HF-Systemen und höheren Frequenzen zu befassen, sprechen die Leute in der Regel von Leistungssignalen und nicht von Spannungen oder Strömen. Alles ist impedanzangepasst und wir müssen aufpassen, dass unsere Messung dies nicht beeinflusst. Reflexionen aufgrund von Fehlanpassungen können nicht nur zu Fehlern bei den Messwerten führen, sondern auch dazu führen, dass Verstärker zu schwingen beginnen oder Mischer nicht richtig funktionieren. Bei diesen Frequenzen neigen wir dazu, entweder 50 Ohm zu verwenden (oder was auch immer Ihre Systemimpedanz ist, 75 Ohm werden immer noch häufig in Fernsehsendungen und verwandten Anwendungen verwendet) oder einen aktiven Tastkopf zu verwenden, der mit einer 50-Ohm-Leitung an unser Oszilloskop angeschlossen wird.
Ein wesentlicher Grund dafür ist nicht nur die Tatsache, dass wir es mit Systemen mit angepasster Impedanz zu tun haben, sondern auch mit Rauschen. Oszilloskope werden im Allgemeinen von DC bis zu ihrer Bandbreite verwendet. Wenn wir die Bandbreite erhöhen, erhöht sich auch unser thermisches Rauschen. Als Ergebnis wird das Spannungsrauschen sehr groß. Zum Vergleich: Bei 1 MOhm Impedanz und 1 GHz Bandbreite haben wir 4 mV RMS-Rauschen. Das bedeutet, wenn wir ein 50-Ohm-System mit unserem 1-MOhm-Tastkopf abtasten, beträgt das Grundrauschen unserer Messung etwa -35 dBm. Für eine 10-MOhm-Sonde (üblich bei einer mal 10-Sonde) würde dies zu einem Grundrauschen von nur -25 dBm führen. Dies sind sehr schlechte Grundrauschen, die das Oszilloskop für jede Messung fast unbrauchbar machen! Zum Vergleich: Ein 50-Ohm-Tastkopf mit der gleichen Bandbreite von 1 GHz hätte ein Grundrauschen von nur 28 Mikrovolt oder -83 dBm.
Meiner Erfahrung nach ist der Hi-Z-Modus (und eine 10X-Sonde für eine noch höhere Impedanz) der normale Modus – und bei vielen Oszilloskopen der einzige Modus.
Der 50-Ohm-Modus wird nur für HF oder andere Situationen verwendet, in denen Sie Signale in einer 50-Ohm-Übertragungsleitung messen.
Gute Frage! Der High-Z-Eingang eines Oszilloskops wird normalerweise für Messungen bis etwa 700 MHz verwendet, dann wird auf den 50-Ohm-Modus umgeschaltet. Der 50-Ohm-Pfad ist typischerweise viel rauschärmer.
Verwenden Sie den hohen Z-Pfad, um eine Belastung Ihrer Schaltung zu vermeiden - und den 50-Ohm-Pfad, um die Impedanz anzupassen und Reflexionen und andere Fehlanpassungseffekte zu vermeiden.
mkeith