¿Tiene sentido usar una entrada de 50Ω con una sonda de alcance 10X?

Estoy en el punto de mi aprendizaje donde uno descubre que la configuración de medición para un osciloscopio en frecuencias de RF es bastante más complicada de lo que pensaba :)

• Veo la importancia de pensar en la entrada sonda + alcance como un circuito / esquema propio.

• Entiendo que $C_p$ y $C_{in}$ forman un divisor capacitivo que domina cuando las frecuencias entran en el rango de MHz e incluso un poco por debajo.

• Entiendo que el uso de coletas molidas constituye una invitación directa para que el diablo entre y haga que tus huellas te mientan hasta que te vuelvas loco. Es esencial alguna otra conexión a tierra, que tenga un tamaño de bucle medido en milímetros.

• Entiendo que la impedancia característica del coaxial que conecta la sonda al osciloscopio es de 50Ω. Además, entiendo que cuando la impedancia de entrada del osciloscopio no es de 50Ω, una parte de la señal se refleja, pero supongo que estoy un poco borrosa en ese bit porque generalmente no parece ser un problema.

Hasta ahora, en mi exploración de configuración más elegante con sonda, he realizado mediciones de corriente soldando coaxial directamente a una resistencia de 1Ω y colocándola en la ruta de corriente; había en el orden del pico de 100 mA en ese circuito convertidor de refuerzo autooscilante, pero tenía una forma de onda lo suficientemente compleja como para ser interesante e instructivo. Era un desastre ruidoso y puntiagudo sin el terminador de paso de 50Ω, pero quedó realmente limpio con él. Estoy pensando que esta última era la forma de onda "verdadera", pero hasta ahora no tengo evidencia que lo corrobore. Definitivamente fue más agradable mirar :)

Así que definitivamente estoy viendo el beneficio de usar una ruta de señal de 50Ω (creo que de todos modos :). Pero, por supuesto, no todas las situaciones tienen una impedancia súper baja como esa, por lo que me pregunto si hay algún lugar para la entrada de 50 ohmios en situaciones en las que uno podría preferir no cargar tanto el circuito.

Solo pensándolo bien, me inclino a creer que usar una entrada de 50Ω (alimentación directa o incorporada) con una sonda 10X equivale a hacer una sonda de medio millón de X en CC, lo que, por supuesto, no sería muy útil. .

¿Hay aplicaciones en las que podría tener sentido?

Una sonda de alcance pasivo de alta impedancia trata el cable como un condensador en lugar de tratarlo como una línea de transmisión. La capacidad de compensación en la sonda equilibra (con el factor de escala apropiado) la capacidad del cable y la capacidad de la entrada del osciloscopio.

El cable en una sonda de alcance de alta impedancia de alta calidad es especial, no es coaxial normal de 50 ohmios. El cable especial junto con las longitudes relativamente cortas de los cables de la sonda significa que pueden evitar tratarlo como un condensador de hasta 100 MHz más o menos, mucho más allá de eso, y las sondas tradicionales de alcance pasivo de alta impedancia no funcionan demasiado bien.

Usar una sonda 10x diseñada para una entrada de alcance de 1 megaohmio en una entrada de alcance de 50 ohmios no tiene mucho sentido.

La alternativa al sondeo de alcance de alta impedancia es ejecutar una línea de 50 ohmios al alcance y ejecutar el alcance en modo de 50 ohmios (o usar un terminador en línea si su alcance es demasiado barato para tener una opción de 50 ohmios). Los condensadores de compensación ya no son necesarios.

Si 50 ohmios es demasiado bajo para su aplicación, entonces puede agregar una resistencia en serie en el punto de sondeo. Por ejemplo, agregar una resistencia en serie de 450 ohmios le daría una sonda x10 con una impedancia de entrada de 500 ohmios. Agregar una resistencia en serie de 4950 ohmios le daría una sonda x100 con una impedancia de entrada de 5 kilohm.

Lo mejor de la prueba de baja impedancia es que no necesita capacitancia de compensación y la línea de regreso al osciloscopio es una línea normal de 50 ohmios. Por lo tanto, es mucho más fácil integrar el sondeo de baja impedancia en su diseño que integrar el sondeo de alta impedancia.

Las sondas 10X (que generalmente tienen una resistencia de entrada de 10 megaohmios) se utilizan para disminuir la carga en un circuito. Sin embargo, solo son útiles para frecuencias donde la impedancia de la capacitancia de entrada (generalmente alrededor de 10 picofaradios) no es demasiado baja. Tenga en cuenta que la impedancia de 10 picofaradios a 100 MHz es solo de aproximadamente 159 ohmios. Por lo tanto, los 10 megaohmios de resistencia de la sonda son relativamente inútiles. A estas frecuencias, la mayoría de los circuitos están diseñados para 50 ohmios. Por lo tanto, la mayoría de los osciloscopios de alta frecuencia tienen entradas duales: alta impedancia (generalmente 1 megaohmio) y baja impedancia (50 ohmios). Hay terminaciones de alimentación de 50 ohmios que se pueden usar con osciloscopios que no tienen una terminación interna de 50 ohmios.