Бесконтактный щуп для осциллографа своими руками

Входная емкость современных осциллографов составляет порядка 30…50 пФ. При измерениях к ней добавляется емкость соединительного кабеля, и суммарная входная емкость достигает 100…150 пФ. Это может привести к существенному искажению результатов измерений и неправильной настройке, например, фильтров-пробок выходных каскадов усилителей записи магнитофонов. Вот почему при проведении исследований в цепях, критичных к вносимой емкости измерительного прибора, необходимо применять специальные согласующие устройства, имеющие большое входное сопротивление и небольшую емкость.

Для большинства практических работ необходимы два основных вида устройств: для гармонических сигналов малой амплитуды (1…50 мВ) с коэффициентом передачи К>1 и для сигналов большой амплитуды (до 10…20 В), позволяющие передавать постоянную составляющую сигнала и имеющие коэффициент передачи К=0,2…0,5.

Широкое распространение в последние годы быстродействующих аналоговых и цифровых микросхем, работающих при сравнительно больших напряжениях (ОУ широкого применения, микросхемы серии К561-до 15 В), выявило необходимость устройства, работающего в широком диапазоне напряжений с возможностью передачи постоянной составляющей сигнала.

Схема такого устройства в виде щупа приведена на рис. 1. Он выполнен по классической схеме истокового повторителя с использованием транзистора МОП-структуры и содержит минимальное количество деталей. Диапазон рабочих частот составляет О…5 МГц. Питание осуществляется от любого источника тока напряжением 7…15 В, например, аккумуляторной батареи 7Д-0,115-У1.1 или гальванических батарей «Крона», «Корунд». Входная емкость щупа — не более 4 пФ, входное сопротивление — не менее 3 МОм. Выходное напряжение при Uвх=0 co-ставляет 2,5 В. Диапазон входных напряжений в области отрицательных значений (до отсечки) — 7 В, в области положительных значений (до начала ограничения) составляет 13 В при Uпит=9В и 26В при Uпит=15В.

Коэффициент передачи в указанном диапазоне частот составляет 0,4.

Резисторы R1 и R2 образуют входной делитель напряжения, конденсатор С1 служит для частотной компенсации.

Ввиду значительного разброса параметров конкретных экземпляров транзисторов характеристики конструкций щупов также могут отличаться в основном по напряжению отсечки и коэффициенту передачи. Для получения максимального рабочего диапазона в области отрицательных значений входных напряжений необходимо применять транзисторы с максимальным (по абсолютной величине) напряжением отсечки. Автором был применен транзистор с Uзи oтc=4,2 В. Большинство транзисторов КП305И имеют меньшее значение Uзи отс, поэтому при необходимости напряжение отсечки щупа может быть увеличено путем уменьшения коэффициента передачи входного делителя, например, увеличив сопротивление резистора R1. Впрочем, для многих измерений, где требуется настройка по максимуму или минимуму напряжения, значение напряжения отсечки щупа не является существенным, поскольку настройку можно проводить по положительной полуволне сигнала.

Щуп собран в корпусе от фломастера. Монтаж объемный, без применения дополнительных конструктивных элементов. Выводы радиоэлементов соединены непосредственно между собой. Щуп подключают к осциллографу экранированным кабелем длиной не более 30 см.

Монтируя щуп, следует принимать меры по предупреждению пробоя полевого транзистора статическим электричеством и наводками от сети.

Настройка устройства заключается в калибровке для получения требуемого коэффициента передачи и подборе емкости конденсатора С1. Проведение калибровки потребует применения регулируемого источника постоянного тока и вольтметра. Подбором сопротивления резистора R1 устанавливают коэффициент передачи К=0,4 (или 0,5), при этом учитывают начальное напряжение смещения на выходе.

При подборе емкости конденсатора С1 необходим генератор прямоугольных импульсов с амплитудой сигнала на выходе 2…10 В и частотой следования 1…10 кГц. Для обеспечения крутых фронтов можно использовать триггерный делитель частоты, например, на микросхемах серий К155, К176, К561. Изменением емкости конденсатора С1 частотной компенсации добиваются получения на экране осциллографа прямоугольных импульсов без завала фронтов, амплитуда выбросов на фронтах должна быть не более 10 % от амплитуды импульсов. Слишком большая емкость вызывает значительные выбросы по фронтам, недостаточная — их затягивание.

На корпус изготовленной конструкции необходимо нанести надписи параметров устройства — входной емкости, сопротивления и коэффициента передачи.

При проведении измерений с отсчетом постоянной составляющей осциллограф необходимо скорректировать по уровню отсчета. Для этого следует замкнуть вход щупа и луч осциллографа установить на нулевую отметку.

Современные осциллографы обычно имеют несколько входов со стандартным коаксиальным (BNC) или специализированным разъемом, конструкция которого зависит, прежде всего, от полосы частот тракта вертикального отклонения . У широкополосных осциллографов входное сопротивление может выбираться равным 50 Ом для наблюдения сигналов в режиме согласования или быть большим (чаще всего, 1 МОм с параллельной емкостью в единицы-десятки пФ). При подаче сигнала непосредственно на 50-омный (или высокоомный) вход обычно реализуется стандартная чувствительность и полоса частот осциллографа. Однако, как правило, исследуемый объект располагается на некотором удалении от осциллографа и для подключения к нему последнего приходится использовать специальные согласующие устройства — пробники.

Со времен применения массовых аналоговых осциллографов с узкой полосой частот исследуемых сигналов (до десятков МГц) у большей части пользователей сохранилось этакое снисходительно-пренебрежительное отношение к применению осциллографических пробников. Нередко они используются без учета прямого назначения и ряда технических характеристик этих важных устройств. Часто при работе с одним осциллографом используются пробники от другого осциллографа. Даже примитивная коррекция пробников проводится нерегулярно.

К сожалению, такое отношение к пробникам является следствием примитивности лабораторного оборудования многих наших школ, ВУЗов и университетов. В них до сих пор можно встретить старые (порою, давно списанные) осциллографы времен СССР, метрологическое обеспечение которых давно уже не проводится. Пробники изнашиваются намного быстрее осциллографов и, по существу, являются заменяемыми в процессе эксплуатации устройствами. Неквалифицированный ремонт пробников не гарантирует сохранение их метрологических и частотновременных параметров.

В наше время такое отношение к применению осциллографов и пробников совершенно недопустимо и свидетельствует о низкой профессиональной подготовке тех, кто работает с осциллографами по старинке. И связано это с резким улучшением метрологических, частотно-временных и иных показателей современных осциллографов и совершенствованием пробников,которые превратились в специализированные, весьма тонкие и, порою — дорогие устройства. Так, стоимость некоторых типов пробников (к счастью, далеко не всех) может достигать нескольких тысяч долларов. От пробников часто в решающей мере зависит не только погрешность измерения параметров сигнала, но и просто корректность отображения формы наблюдаемых сигналов. Фактически пробники стали неотъемлемой частью осциллографа, вынесенной за пределы его корпуса.

Чаще всего дешевые пробники входят в комплект осциллографа и производятся той же фирмой, которая выпускает осциллографы.

Но и в этом случае поставляемые с современными многоканальными осциллографами пробники нередко составляют заметную часть стоимости этих приборов. Некоторые фирмы выпускают пробники, которые могут использоваться с различными (в основном, бюджетными) осциллографами. Ниже детально рассмотрены основные виды пробников, применяемых для работы с современными (в основном, цифровыми) осциллографами.

Обычно пробники используются для реализации следующих целей:

Удаленного подключения осциллографа к объекту исследования;

Уменьшения чувствительности каналов вертикального (иногда и горизонтального) отклонения и исследования сигналов повышенного уровня (пассивные пробники);

Развязки измерительных цепей от узлов осциллографа (оптические пробники);

Большого ослабления сигнала и исследования сигналов в высоковольтных цепях(высоковольтные пробники);

Увеличения входного сопротивления и уменьшения входной емкости (компенсированные делители и пробники-повторители);

Коррекции амплитудно-частотной характеристики системы «пробник-осциллограф»;

Получения осциллограмм тока (токовые пробники);

Выделения противофазных сигналов и подавления синфазных сигналов (дифференциальные пробники);

Повышения чувствительности осциллографов (активные пробники);

Специальных целей (например, согласования выходов источников широкополосных сигналов с 50-омным входом осциллографа).

Простейшим и давно применяемым типом пробников являются пассивные пробники с компенсированным делителем напряжения (рис. 1). Делитель напряжения строится на резисторах R1 и R2, причем R2 может быть просто входным сопротивлением осциллографа.

Рис. 1. Схема компенсированного делителя

Параметры делителя на постоянном токе вычисляются по формулам:

R BX = R 1 + R 2 , и К д =R 2 /(R 1 + R 2).

Например, если R2 = 1 МОм и R1 = 9 МОм, то имеем R ВХ = 10 МОм и К Д = 1/10. Таким образом, входное сопротивление увеличено в 10 раз, но в 10 раз падает и уровень напряжения, поступающего на вход осциллографа.

В общем случае (на переменном токе) для коэффициента передачи делителя можно записать выражение:

где τ
1 = R 1 C 1 и τ
2 = C 2 R 2 .

Если τ
1 = τ
2 , то значение K Д определяется из (1) как:

Таким образом, при равенстве постоянных времени τ
1 и τ
2 коэффициент передачи делителя перестает зависеть от частоты и равен его значению на постоянном токе. Такой делитель называют компенсированным. Емкость C 2 — это общая емкость кабеля, монтажа и входная емкость осциллографа. Практически, для достижения условия компенсации емкость С (или C 2) нужно подстраивать, например с помощью подстроечного конденсатора переменной емкости — триммера (рис. 2.). Регулировка выполняется специальной пластиковой отверткой, входящей в комплект аксессуаров пробников. Комплектация пробника включает в себя разные наконечники, переходники, цветные наклейки и другие полезные «мелочи».

Рис. 2. Конструкция стандартного пассивного пробника HP-9250 на основе частотно-компенсированного делителя

При компенсации искажения прямоугольного импульса (меандра), обычно генерируемого встроенным в осциллограф калибратором, отсутствуют (рис. 3). При спаде вершины импульса наблюдается недокомпенсация, а при нарастании — перекомпенсация. Характер осциллограмм при этом также показан на рис. 3 (сняты осциллографом TDS2024 с пробником P2200 ). Рекомендуется проводить компенсацию при максимально большом изображении осциллограммы соответствующего канала.

Рис. 3. Осциллограммы импульсов калибратора осциллографа Tektronix TDS2024 при разной степени компенсации (сверху вниз): нормальной компенсации, перекомпенсации и недокомпенсации

Рекомендация 1
. При работе с многоканальным осциллографом применяйте пробники индивидуально для каждого канала. Для этого пометьте (если это уже не сделано на заводе) пробники наклейками разного цвета, обычно соответствующими цветам линий осциллограмм.

Для делителя 1:10 резистор R1 должен быть равен 9R 2 . Это означает, что емкость C 1 должна быть в 9 раз меньше входной емкости C 2 . Входная емкость делителя определяется последовательным соединением С 1 и C 2:

Приближенное значение справедливо при К Д >> 1 и С 1

При К Д = 10 входная емкость делителя почти в 10 раз меньше входной емкости осциллографа. Следует помнить, что в С 2 входит не только истинная входная емкость осциллографа, но и емкость С 1 увеличивается на величину емкости монтажа. Поэтому на самом деле уменьшение входной емкости делителя по сравнению с входной емкостью осциллографа будет не столь заметным.Тем не менее, именно это и объясняет заметное уменьшение искажений фронтов импульсов при работе с делителем.

Увеличение активной составляющей входного сопротивления делителя не всегда полезно, поскольку ведет к изменению нагрузки на испытуемое устройство и получению разных результатов при отсутствии делителя и при его применении. Поэтому делители часто проектируются так, чтобы входное сопротивление осциллографа оставалось неизменным как при работе без делителя, так и при работе с ним. В этом случае делитель не увеличивает входное сопротивление осциллографа, но все же уменьшает входную емкость.

Большинство пробников позволяет увеличить максимальное исследуемое напряжение на постоянном токе и низкой частоте с десятков вольт до 500…600 В. Однако на высоких частотах реактивная мощность (и активная, выделяемая на сопротивлении потерь конденсаторов пробника) резко растет и нужно снижать максимальное напряжение на входе пробника (рис. 4). Если не учитывать это обстоятельство, то можно просто вывести пробник из строя.

Рис. 4. Зависимость максимального напряжения на входе пробника от частоты

Разновидностью пассивных пробников являются высоковольтные пробники . Обычно они имеют коэффициент деления 1/100 или 1/1000 и входное сопротивление 10 МОм или 100 МОм. Маломощные резисторы делителя пробника обычно выдерживают без пробоя напряжения до 500…600 В. Поэтому в высоковольтных пробниках резистор R1 (и конденсатор C1) приходится выполнять с применением последовательно включенных компонентов. Это увеличивает размеры измерительной головки пробника.

Вид высоковольтного пробника Tektronix P6015A показан на рис. 5. Пробник имеет корпус с хорошей изоляцией с выступающим кольцом, предотвращающим соскальзывание пальцев к цепи, осциллограмма напряжения которой снимается. Пробник можно использовать при напряжении до 20 кВ (на постоянном токе) и до 40 кВ (при импульсах большой скважности). Частотный диапазон осциллографа с таким пробником ограничен 75 МГц, чего с избытком достаточно для измерений в высоковольтных цепях.

Рис. 5. Внешний вид высоковольтного пробника Tektronix P6015A

Рекомендация 4.
При работе с высоковольтными пробниками соблюдайте максимально возможные меры предосторожности. Вначале подключите провод заземления, а лишь затем подключите иглу пробника к точке, осциллограмму напряжения на которой нужно получить. Рекомендуется закрепить пробник и вообще убрать руки от него при проведении измерений.

Высоковольтные пробники выпускаются как для цифровых, так и для аналоговых осциллографов. Например, для широкополосных аналоговых осциллографов серии ACK-7000 и АСК-8000 выпускается пробник HV-P30 с полосой частот до 50 МГц, коэффициентом деления 1/100, максимальным напряжением синусоиды (от пика до пика) 30 кВ и максимальным напряжением импульсного сигнала до 40 кВ. Входное сопротивление пробника составляет 100 МОм, входная емкость — 7 пФ, длина кабеля — 4 м, выходной разъем типа BNC. Другой пробник, HV-P60 с коэффициентом деления 1/2000, может применяться при максимальных напряжениях до 60 кВ для синусоидального и до 80 кВ — для импульсного сигналов. Входное сопротивление пробника равно 1000 МОм, входная емкость — 5 пФ. О качестве этих изделий красноречиво говорит их высокая цена.

Часто пассивные пробники используются для коррекции амплитудно-частотной характеристики осциллографов. Иногда это коррекция, рассчитанная на расширение полосы частот, но чаще решается обратная задача — сужение полосы частот для уменьшения влияния шума при наблюдении сигналов малого уровня и устранения быстрых выбросов на фронтах импульсных сигналов. Такими пробниками (P2200) комплектуются массовые осциллографы серий «Tektronix TDS1000B/2000B». Внешний вид пробника показан на рис. 6.

Рис. 6. Пассивный пробник P2200 с встроенным фильтром низких частот в положении переключателя деления напряжений 1/10

Основные параметры пробников приведены в табл. 1.

Таблица 1. Основные параметры пассивных пробников P2200

Из табл. 1 хорошо видно, что применение пробника с коэффициентом деления 1/1 целесообразно только при исследовании низкочастотных устройств, когда достаточно полосы частот до 6,5 МГц. Во всех других случаях целесообразно работать с пробником при коэффициенте деления 1/10. При этом входная емкость уменьшается со 110 пФ до примерно 15 пФ, а полоса частот расширяется с 6,5 МГц до 200 МГц. Осциллограммы меандра с частотой 10 МГц, показанные на рис. 7, получены с помощью осциллографа TDS2024В с пробниками P2200. Они хорошо иллюстрируют степень искажения осциллограмм при коэффициенте деления 1/10 и 1/1. В обоих случаях использовалось стандартное включение пробников с зацепляющейся насадкой и длинным проводом заземления (10 см) с «крокодилом». Меандр с временем нарастания 5 нс был получен от генератора Tektronix AFG3101.

Рис. 7. Осциллограммы импульсов (меандра) с частотой 10 МГц при коэффициенте деления 1/10 (верхняя осциллограмма) и 1/1 (нижняя осциллограмма)

Нетрудно заметить, что в обоих случаях осциллограммы наблюдаемого сигнала (а он у генераторов AFG3101 на частоте 10 МГц близок к идеальному и имеет гладкие вершины без намека на «звон») сильно искажены. Однако характер искажения разный. При положении делителя 1/10 форма сигнала близка к меандру и имеет фронты малой длительности, но искажена затухающими колебаниями, возникающими из-за индуктивности длинного заземляющего провода (рис. 8). А в положении делителя 1/1 затухающие колебания пропали, но явно заметно значительное возрастание постоянной времени системы «пробник-осциллограф». В результате вместо меандра наблюдаются пилообразные импульсы с экспоненциальными нарастанием и спадом.

Рис. 8. Схема включения пробника к нагрузке RL

Приведем типовые данные схемы (рис. 8): внутреннее сопротивление источника сигнала R I = 50 Ом, сопротивление нагрузки R L >>R I , входное сопротивление пробника R P = 10 МОм, входная емкость пробника C P = 15 пФ. При таких параметрах элементов схемы она вырождается в последовательный колебательный контур, содержащий сопротивление R ≈ R I , индуктивность земляного провода L ≈ L G (порядка 100-120 нГ) и емкость C ≈ C P .

Если на вход такого контура подать идеальный перепад напряжения E, то временная зависимость напряжения на C (и входе осциллографа) будет иметь вид:

где α = R/2L, и δ= √ (1/LC — R 2 /4L 2).

Расчеты показывают, что эта зависимость может иметь значительный выброс при больших L и малых R, что и наблюдается на верхней осциллограмме рис. 7. При α/δ = 1 этот выброс составляет не более 4 % от амплитуды перепада, что является вполне удовлетворительным показателем. Для этого величину L = L G надо выбирать равной:

Например, если C =15 пФ и R = 50 Ом, то L = 19 нГ Для уменьшения L до такой величины (с типовой порядка 100-120 нГ для земляного провода длиной 10 см) надо укоротить земляной (возможно и сигнальный) провод до длины менее 2 см. Для этого следует снять насадку с головки пробника и отказаться от использования стандартного земляного провода. Начало пробника в этом случае будет представлено контактной иглой и цилиндрическим земляной полоской (рис. 9) с малой индуктивностью.

Рис. 9. Головка пробника со снятым наконечником (слева) и переходник к коаксиальному разъему (справа)

Эффективность применяемых для борьбы со «звоном» мер иллюстрирует рис. 10. На нем показаны осциллограммы 10 МГц меандра при обычном включении пробника и включении со снятой насадкой и без длинного провода земли. Хорошо видно практически полное устранение явных затухающих колебательных процессов на нижней осциллограмме. Небольшие колебания на вершине связаны с волновыми процессами в соединительном коаксиальном кабеле, который в таких пробниках работает без согласования на выходе, что порождает отражения сигнала.

Рис. 10. Осциллограммы 10 МГц меандра при обычном включении пробника (верхняя осциллограмма) и включении со снятой насадкой и без длинного провода земли (нижняя осциллограмма)

Рекомендация 6
. Для получения осциллограмм с предельно малыми временами нарастания и «звоном» необходимо принять меры по предельному уменьшению индуктивности измеряемой цепи: удаляют насадку пробника и подключают пробник с помощью иглы и цилиндрической заземляющей вставки. Принимают все возможные меры по уменьшению индуктивности цепи, сигнал в которой наблюдается.

Важными параметрами системы «пробник-осциллограф» является время нарастания системы (на уровнях 0,1 и 0,9) и полоса частот или максимальная частота (на уровне спада чувствительности на 3 дБ). Если воспользоваться известным значением резонансной частоты контура

f 0 = 1/(2π√(LC))

то можно выразить значение R через резонансную частоту контура, определяющую предельную частоту тракта отклоняющей системы:

Нетрудно доказать, что время достижения напряжением u(t) значения E амплитуды перепада будет равно:

t p = 2,2RC. (7)

Это значение обычно и принимают за время установления пробника с оптимальной переходной характеристикой. Общее время нарастания осциллографа с пробником можно оценить как:

t 0 = √(t 2 осц + t 2 р) , (8)

где t осц — время нарастания осциллографа (при подаче сигнала прямо на вход соответствующего канала). Верхняя граничная частота f макс (она же и полоса частот) определяется как

f макс = 0,35/t 0 . (9)

К примеру, осциллограф, имеющий t 0 = 1 нс, имеет f макс = 350 МГц. Иногда множитель 0,35 увеличивают до 0,4…0,45, поскольку АЧХ многих современных осциллографов с f макс > 1 ГГц отличается от гауссовской, для которой характерен множитель 0,35.

Не стоит забывать о еще одном важном параметре пробников — времени задержки сигнала t з. Это время определяется, прежде всего, погонным временем задержки (на 1 м длины кабеля) и длиной кабеля. Оно обычно составляет от единиц до десятков наносекунд.

К нужным точкам исследуемых устройств пробник может подключаться с помощью различных наконечников, насадок, зацепок и «микро-крокодилов» которые часто входят в комплект аксессуаров пробника. Однако, для наиболее точных измерений, пробник необходимо подключать с помощью первичной иглы или двух игл (см. рис. 11). При разработке высокочастотных и импульсных устройств на печатной плате для этого предусматриваются специальные контактные площадки или металлизированные отверстия.

Рис. 11. Подключение пробника к контактным площадкам печатной платы исследуемого устройства

Особенно актуально стало сейчас подключение пробников к контактным площадкам миниатюрных печатных плат, гибридных и монолитных интегральных микросхем . Держать в руках пробники в этом случае неудобно, а соскальзывание иглы с контактной площадки может вызвать замыкание или даже механическое повреждение устройства. Специальные наконечники позволяют подключать пробники к выводам микросхем и контактным выводам печатных плат даже при их малых размерах (рис. 12).

Рис. 12. Специальные наконечники пробников для подключения к микросхемам и контактным выводам печатных плат

Рекомендация 8.
Необходимо продумать способ подключения пробника к контрольным точкам исследуемого устройства (схемы) и фиксацию измерительной головки пробника. Непродуманное применение пробника может не только сильно исказить осциллограмму в контрольной точке, но и повредить испытуемое устройство, например, микросхему.

Конструкции пассивных пробников и приспособлений к ним (аксессуаров) постоянно совершенствуются. На рис. 13 показано начало эволюции пробников ведущей в разработке и производстве осциллографов корпорации Tektronix . Пока описанные выше пробники относились к их первому поколению — на основе стандартного 50-омного коаксиального разъема BNC (рис. 13а).

Рис. 13. Интерфейсы пробников XX века корпорации Tektronix

С ростом полосы частот пробника приходится применять улучшенные изолирующие и проводящие материалы, а также специальные цепи коррекции переходной и частотной характеристик. Кроме того, возникла необходимость передачи осциллографу данных о типе применяемых пробников о меняющихся в ходе работы коэффициентах деления.

Некоторые осциллографы, например, Tektronix TDS1000B/2000B,способны распознавать коэффициенты деления обычных пробников. Есть пробники, например, пассивные Tektronix P6105A, P6106, P6158, конструкция разъема которых предусматривает выдачу сигнала (Readout) о коэффициенте деления пробника (рис. 13б). На рис. 14 показан внешний вид одного из таких пассивных пробников P6109.

Рис. 14. Внешний вид пассивного пробника P-6109 c выводом Readout

Однако более мощные осциллографы могут работать с большим набором пробников, поэтому задача их распознавания, а также их коэффициентов деления приобрела актуальный характер. В связи с этим компанией Tektronix была создана специальная архитектура и конструкция пробников, обеспечивающая двухсторонний обмен информацией между осциллографом и пробником,необходимый не только для точной передачи преобразованных пробником сигналов и данных о пробнике на вход осциллографа, но и передачу данных от осциллографа к пробнику при дистанционном управлении устройствами.

Выпускаются пассивные, активные, дифференциальные и оптические пробники этого типа. Широкое применение нашли и пробники с интерфейсом TekProbe, созданные в 1986 г. (рис. 13в). Для съема данных об установленном коэффициенте деления используются пружинящие штыри-пины с остриями, контактирующие с контактными площадками входного разъема каналов осциллографа. Аналогичные по назначению пробники выпускаются и другими производителями осциллографов.

Особым видом пробников являются «оптические пробники». Есть два вида таких пробников: для приема оптического излучения (например, от лазерных импульсных источников излучения)и пробники, использующие оптроны (комбинацию светодиода и фотодиода) для гальванической развязки от «земли» осциллографа. Часто этого достаточно для снятия осциллограммы напряжения между двумя любыми точками устройства (схемы). На рис. 15 показан внешний вид оптических пробников Tektronix P6701B.

Рис. 15. Внешний вид оптических пробников Tektronix P6701B

Рекомендация 9
. Для измерений напряжений между двумя контрольными точками устройства (схемы) можно использовать пробники с гальванической(оптической) развязкой от земли осциллографа. Необходимо учесть, что есть альтернативный вариант таких измерений с помощью дифференциальных пробников (см. ниже). Однако они применяются при исследовании низковольтных устройств.

Часто возникает необходимость в осциллографировании не напряжений, а токов. Для этого используется включение в разрыв цепи низкоомного шунта и преобразование тока в напряжение в соответствии с формулой U = RI. Например, если чувствительность осциллографа равна 5 мВ/дел, то при сопротивлении шунта R = 1 Ом получаем чувствительность по току 5 мА/дел. Этот метод имеет целый ряд недостатков:

Шунт включается в разрыв цепи, что требует отключения устройства и проведения монтажных работ;

Прецизионный шунт является дорогим и редким изделием;

При измерении больших токов шунт надо делать очень низкоомным;

Возможен разогрев шунта;

Даже малая индуктивность шунта создает большую постоянную времени L/R, что удлиняет фронты наблюдаемых импульсов тока и ограничивает полосу наблюдаемых частот.

В связи с этим были созданы бесконтактные токовые пробники, принцип действия которых основан на регистрации магнитного поля, появляющегося вокруг проводника при пропускании через него тока (рис. 16). Для повышения чувствительности головка пробника выполняется в виде токового трансформатора, принцип действия которого хорошо известен.

Рис. 16. Принцип контроля тока в проводнике по его магнитному полю

На рис.17 показан внешний вид токового пробника TCP202 с интерфейсом TekProbe с максимальным измеряемым током (постоянным и переменным) до 15 А. Измерительная головка пробника построена по аналогии с токовыми клещами, давно применяемыми в мультиметрах с бесконтактным измерением тока с помощью токового трансформатора. Но она более миниатюрна и предназначена для измерения малых токов.

Рис. 17. Токовый пробник Tektronix TCP202 с интерфейсом TekProbe

С помощью отжима «токовых клещей» их можно разомкнуть и вставить в отверстие провод, ток в котором измеряется и наблюдается. Для увеличения чувствительности и измерения малых токов можно создать обмотку из провода, содержащую несколько витков (рис. 18). Для измерения суммарных и разностных токов возможна вставка в отверстие измерительной головки двух проводников. Значения чувствительности для того или иного способа измерений можно найти в описании пробника. При использовании специального калибратора тока погрешность измерения тока после калибровки составляет ±1% для токов от 0,05 до 5 А и ±2% для токов от 5 до 15 А.

Рис. 18. Измерительная головка пробника Tektronix TCP202

При отказе от измерения постоянного тока можно существенно расширить диапазон измеряемых токов. Tektronix, к примеру, выпускает токовые пробники A621 с диапазоном токов от 0,1 до 2000 А в диапазоне частот от 5 Гц до 50 кГц с диаметром токовых клещей 54 мм. Такие пробники используются для контроля токов в мощных энергетических установках, например подстанциях и силовых трансформаторах.

Рекомендация 10.
При измерениях средних и больших токов (от единиц мА до тысяч А) разумно применять специальные бесконтактные токовые пробники на основе датчиков магнитного поля, возникающего вокруг проводника с током. Повышение чувствительности достигается созданием обмотки датчика из одного или нескольких витков. Необходимо обратить внимание на такие важные параметры токовых датчиков, как диапазон измеряемых токов, погрешность измерений и частотный диапазон (он обычно уже, чем у пробников напряжения).

Владимир Дьяконов (г. Смоленск)

Активный Щуп

Активные щупы с малой входной ёмкостью. И. Шиянов.

________________________________________________________________________

http://nowradio. *****/pribory%20dly%20nastroyki%20KV-UKV%20apparatury. htm

http://*****/forum/download/file. php? id=16793

Налаживание радиоприемных устройств часто требует проверки гетеродинов измерения параметров генерируемою им ВЧ-напряжения. К сожалению, сделать это непосредственно с помощью ВЧ — осциллографа или милливольтметра бывает затруднительно. Очень большое влияние из работу микромощного генератора (гетеродина) оказывает входная емкость прибора, входное сопротивление. Например, вход популярного осциллографа С1-65 емкостью 30 pF и сопротивлением 1М может не только исказить результаты измерения, но даже сорвать генерацию гетеродина. А тут еще и коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом. Конечно, можно подключить вход через конденсатор 1 pF, но это может очень сильно исказить результат измерения (уровень ВЧ-напряжения достигший входа измерительного прибора может быть и 100 раз и более заниженным). Лучше всего пользоваться активным щупом, представляющим собой истоковый повторитель на высокочастотном полевом транзисторе имеющим входную емкость менее 1 pF, и входном сопротивлением более 10 МОм при выходном сопротивлении 50 Ом. Такой щуп, выполненный в виде отдельной экранированной коробки можно расположить в непосредственной близости от точки измерения, соединить с ней кратчайшими проводниками, полностью исключив влияние волнового сопротивления кабеля емкости прибора и кабеля входного сопротивления прибора на результат измерения. Более того, сам измерительный прибор может быть расположен на значительном расстоянии от точки измерения (можно использовать очень длинный соединительный кабель).

Принципиальная схема активного щупа на полевом транзисторе BF998 показана на рисунке. На схеме транзистор показан в корпусе так чтобы была понята его цоколёвка. Входная емкость щупа примерно 0,7 pF она образована тремя последовательно включенными конденсаторами С1-С3. Входное сопротивление 10 мегаом. Измеряемое ВЧ напряжение поступает на первый затвор транзистора. Напряжение смещения на этом затворе равно половине напряжения питания и создано резистивным делителем R2-R3. На затвор напряжение смещение подается через резистор R1 сопротивлением 10 Мом. Входная емкость транзистора BF998 равна 2,1 pF, поэтому напряжение, полученное в результате измерения нужно умножать на 3. Нагрузкой является резистор R4 его сопротивление должно быть таким как волновое сопротивление кабеля. Щуп работает в частотном диапазоне от 100 kHz до 1 GHz с неравномерностью коэффициента передачи по напряжению не более 7 5dB. На частотах более 1 GHz погрешность значительно возрастает. Источником питания служит сетевой адаптер от телеигровой приставки типа «Денди» (выходное постоянное нестабильное напряжение 8-11V) Напряжение стабилизируется на уровне 5V интегральным стабилизатором А1. Диод VD1 служит для защиты от ошибочного неправильного подключения источника. Питать щуп можно и от лабораторного источника напряжением 8…20V. Конструктивно щуп выполнен в экранированном корпусе неисправного всеволнового тюнера телевизора «LG» Монтаж печатно-объемным используя демонтированную плату данного тюнера. Монтаж первого затвора полевого транзистора на R1 и конденсаторы С1-С3 нужно сделать «на воздухе», чтобы исключить влияние емкости печатной платы и экранированного корпуса на входную цепь. Вход — два монтажных провода длиной не более 10 см. Провод, соединенный с С1 не должен соприкасаться изоляцией с платой или экраном корпуса.

Для питания 5V лучше использовать BF
1005 или
BF
1012
S
есть в Платане.

Радиоконструктор №12 2007г

Активный Щуп Осциллографа

Журнал «Радио», номер 6, 1999г.

http://www. *****/literature/radio/199906/p28_29.html

Широкополосные усилители с высоким входным сопротивлением, малой входной емкостью и низким выходным сопротивлением используются в различных устройствах. Одно из применений — входные щупы для осциллографов и другой измерительной аппаратуры. Как показано в этой статье, современные ОУ фирмы Analog Device позволяют решить эту задачу простыми средствами.

Осциллограф является одним из наиболее универсальных приборов, позволяющих измерять самые различные параметры электрического сигнала, а зачастую и значительно упрощать процедуру настройки электронных устройств. В некоторых случаях он просто незаменим. Однако многим знакома ситуация, когда подключение осциллографа к настраиваемому устройству приводит к нарушению его режимов. Виной тому в первую очередь служат вносимые в исследуемую цепь емкость и сопротивление входа осциллографа и его соединительного кабеля.

Большинство осциллографов, используемых радиолюбителями, имеют высокое входное сопротивление (1 МОм) и входную емкость 5…20 пФ. В сочетании с соединительным экранированным входным кабелем длиной около метра суммарная емкость возрастает до 100 пФ и более. Для устройств, работающих на частотах выше 100 кГц, такая емкость может оказать существенное влияние на результаты измерений.

Для устранения этого недостатка радиолюбители пользуются неэкранированным проводом (если уровень сигнала достаточно большой) или специальным активным щупом, в состав которого входит усилитель с высоким входным сопротивлением, выполненный, как правило, на полевых транзисторах . Применение такого щупа значительно снижает величину вносимой в устройство емкости. Однако недостатками некоторых из них являются низкий коэффициент передачи или наличие на выходе сдвига уровня, затрудняющего измерение постоянного напряжения. Кроме того, они имеют узкий диапазон рабочих частот (до 5 МГц), что также ограничивает их применение и требует коротких соединительных кабелей. Несколько лучшие параметры имеет щуп, описанный в . Следует отметить, что все эти щупы могут эффективно работать и с осциллографами, имеющими высокое входное сопротивление.

В настоящее время все большее распространение получают широкополосные осциллографы с диапазоном рабочих частот до 100 МГц и выше, имеющие низкое входное сопротивление — 50 Ом, поэтому их подключение к настраиваемому устройству зачастую становится практически невозможным. Не все из них комплектуются активными щупами, а применение резистивных делителей приводит к заметному снижению чувствительности.

Активный щуп, описание которого предлагается вниманию читателей, свободен от указанных недостатков. Он работает с различными осциллографами, входное сопротивление которых может быть низкоомным — 50 Ом или высокоомным — до 1 МОм, имеет диапазон рабочих частот 0…80 МГц и достаточно высокое входное сопротивление на низких частотах — 100 кОм. Его коэффициент передачи — 1 или 10, т. е. он не только не ослабляет, но и усиливает сигнал. К достоинствам щупа можно отнести и его небольшие габариты.

Таких параметров удалось достигнуть за счет применения современного быстродействующего ОУ фирмы Analog Devices. В частности, в данном щупе использован ОУ AD812AN (Чип – Дип – 180р Платан – 190р), который имеет следующие основные характеристики:

Верхняя рабочая частота — не менее 100 МГц; входное сопротивление — 15 МОм при входной емкости 1,7 пФ; входное напряжение — до +
13,5 В, а скорость нарастания выходного напряжения — 1600 В/мкс; выходной ток (при выходном сопротивлении 15 Ом) — до 50 мА; потребляемый ток в отсутствии входного сигнала — 6 мА.

Кроме того, ОУ имеет низкий уровень гармоник (-90 дБ на частоте 1 МГц и нагрузке 1 кОм) и малый уровень шума (3,5 нВ/^Гц), защиту от К3 (ток ограничен до 100 мА), рассеиваемая небольшим корпусом мощность достаточно велика — 1 Вт. К этому следует добавить, что цена микросхемы, содержащей два ОУ с такими параметрами, относительно невысока ($3…4).

Схема активного щупа приведена на рис. 1. В основном она соответствует стандартной схеме включения ОУ. Коэффициент передачи КU изменяется переключением SA1 элементов цепи обратной связи и имеет два значения: 1 и 10. Переключателем SA2 выбирают режим работы: с «закрытым» входом, когда на входе включен конденсатор С1 и постоянная составляющая напряжения на вход не проходит, или с «открытым» входом, когда она проходит.

Зарядные устройства» href=»/text/category/zaryadnie_ustrojstva/» rel=»bookmark»>блок питания с выходным напряжением %12…15 В. Надо заметить, что потребляемый ток при отсутствии сигнала составляет 10…15 мА, при работе на низкоомную нагрузку при подаче сигнала ток может возрастать до 100 мА.

Литература

1. Гришин А.
Активный щуп для осциллографа. — Радио, 1988, # 12, с. 45.

2. Иванов Б.
Осциллограф — ваш помощник (активный щуп). — Радио, 1989, # 11, с. 80.

3. Турчинский Д.
Активный щуп к осциллографу. — Радио, 1998, # 6, с 38.

Осциллографический ВЧ пробник с Свх = 0.5 пф

http://www. *****/ot07_19.htm

При осциллографических измерениях в высокочастотных устройствах входная емкость делителя может вносить значительные искажения в настраиваемый узел (например, при подключении пробника к контуру ВЧ генератора и т. п.). Делители с коэффициентом 1:1 имеют входную емкость порядка 100 пф и более (емкость кабеля плюс входная емкость осциллографа), что существенно ограничивает их частотный диапазон. В то же время стандартные пассивные делители 1:10 с входной емкостью 12 – 17 пф снижают чувствительность осциллографа до 50 мВ на деление (при максимальной чувствительности по входу равной 5 мВ / деление, типичной для большинства промышленных осциллографов), а также имеют все еще слишком большую входную емкость для проведения неискажающих измерений в ВЧ цепях, где емкости контуров могут иметь такое же значение.

Данная проблема решается использованием для измерений специальных активных пробников, выпускаемых для этой цели (например, фирмой Tektronix). Однако, эти устройства довольно трудно найти и их цена (от $150 и выше) сопоставима с ценой хорошего б/у осциллографа. В то же время не представляет большой сложности самостоятельно изготовить простой активный осциллографический пробник с малой входной емкостью, что и было сделано автором.

Активный осциллографический пробник предназначен для измерений переменных напряжений в низковольтных ВЧ схемах и имеет следующие характеристики:

Диапазон измеряемых амплитудных значений сигнала – от 10 мВ до 10 В Частотная характеристика – линейна от 10 КГц до 100 МГц при малом сигнале Выходной сигнал – инвертированный, с коэффициентом деления 1:2 Напряжение питания – 12 вольт (4 * CR2025) или внешний источник Входная емкость – 0.5 пф (0.25 пф с внешним делителем 1: 10) Входное сопротивление – 100 килоом Потребляемый ток – 10 мА Размеры 60 х 33 х 16 мм

Внешний вид изготовленного прибора приведен на фото.

Конструкция прибора

Принципиальная схема пробника приведена на рисунке. Прибор собран на трех малошумящих СВЧ транзисторах 2SC3356 с граничной частотой 7 ГГц. Коэффициент усиления по напряжению составляет около 23 дб. Выходной эмиттерный повторитель служит для дополнительной развязки усилителя от нагрузки и может быть исключен, если пробник будет использоваться с одним и тем же осциллографом. Цепочка из светодиода, стабилитрона на 9 вольт и резистора служит индикатором включения и пороговым индикатором напряжения батареи питания. Питающее напряжение 12 вольт необходимо и достаточно для того, чтобы получать на выходе прибора максимальное амплитудное значение измеряемого сигнала до 5 вольт, и тем самым обеспечивать максимальный динамический диапазон до 50 дб при проведении измерений с установкой коэффициента отклонения, начиная от 5 мВ на деление (чувствительность большинства осциллографов).

Налаживание

Этот этап работы должен быть проведен весьма тщательно для получения нужного результата.

После сборки усилителя необходимо прежде всего точно установить его рабочую точку подбором резистора на 120 килоом для получения максимальной амплитуды неискаженного сигнала на выходе. В данной схеме и при свежих элементах питания этот режим достигается при установке постоянного напряжения от +5.2 до +5.3 вольта на эмиттере второго транзистора. Рабочая точка второго эмиттерного повторителя не требует настройки при указанных номиналах резисторов. Далее следует точно подобрать значение нижнего по схеме резистора (в данном случае 20 килоом) входного делителя для получения требуемого маштаба (1: 2) передачи сигнала между входом и выходом прибора на относительно низкой частоте (порядка 100 КГц). Заметим, что входное сопротивление усилителя при указанных номиналах деталей составляет около 5 килоом (на той же частоте), так что при отсутствии указанного резистора коэффициент передачи устройства будет выше требуемого примерно на 3 дб (величина ослабления входного сигнала равняется (105 / 5) = 26 дб, в то время как общий коэффициент усиления схемы равен 23 дб, а требуемый коэффициент передачи всего устройства должен быть равен 0.5, т. е. минус 6 дб). Подбор компенсирущих емкостей (0.5 пф параллельно резистору на 100 килоом, и подстроечный конденсатор в нижней ветви входного делителя) осуществляется путем сравнения коэффициента передачи на двух частотах, например, 1 МГц и 30 МГц, и подбора емкостей до получения нужного постоянного коэффициента передачи устройства. Далее производится окончательная проверка устройства на верхней рабочей частоте, если у радиолюбителя имеется такая возможность. В заключение проверяется фактическая входная емкость пробника на высокой частоте (например, подключением его к контуру с известными параметрами работающего генератора и контролем изменения частоты выходного сигнала по цифровому частотомеру или приемнику). При правильном выполнении конструкции прибора она не должна существенно отличаться от указанного на схеме значения (суммарная входная емкость в изготовленном автором пробнике, измеренная на частоте 20 МГц, составила 0.505 пф).

Замечания

Данный пробник создавался автором для измерений в цепях синусоидальных ВЧ сигналов в контурах генераторов и усилительных каскадов транзисторных схем, и он в целом решает поставленную задачу. Именно по этой причине в пробнике и был выбрано указанное выше соотношение между всеми основными параметрами прибора – его частотным диапазоном, высокой чувствительностью, достаточно большим входным сопротивлением и минимально возможной входной емкостью измерителя, а также небольшим потребляемым током. Радиотехника – это всегда компромисс при заданных разработчиком предельных значениях параметров.

Активный щуп для С1-94.

http://*****/izmeren/369-tri-pristavki-k-s1-94.html

Алюминий» href=»/text/category/alyuminij/» rel=»bookmark»>алюминиевый стаканчик из-под валидола. С осциллографом щуп соединяют любым высокочастотным экранированным кабелем, желательно небольшого диаметра.

При налаживании щупа сначала подбирают (если это понадобится) резистор R1, чтобы обеспечить указанный на схеме режим работы транзистора VT2. Коэффициент передачи устанавливают подбором резистора R4, а верхнюю границу полосы пропускания — подбором конденсатора С4. Нижняя граница полосы пропускания зависит от емкости конденсатора С1.

Желательно проверить амплитудно-частотную характеристику щупа. Если на ней будет обнаружен подъем иа частотах, соответствующих верхней границе полосы пропускания, придется включить последовательно с конденсатором С4 резистор сопротивлением 30Ом

Взято отсюда: http://www. *****/lcmeter3.htm

Частотометр, измеритель ёмкости и индуктивности – FCL-meter

На транзисторе VT1 собран усилитель сигнала частотометра F1. Схема особенностей не имеет за исключением резистора R8 (100 Ом), необходимого для питания выносного усилителя с малой входной ёмкостью, во многом расширяющего область применения прибора. Его схема показана на рис. 2
.

При пользовании прибором без внешнего усилителя необходимо помнить, что его вход находится под напряжением 5 Вольт, и поэтому необходим развязывающий конденсатор в сигнальной цепи.

Предделитель частотометра F2 собран по типовой для большинства подобных прескалеров схеме, лишь введены ограничительные диоды VD3, VD4. Необходимо заметить, что при отсутствии сигнала предделитель самовозбуждается на частотах около 800-850 МГц, что является типичным для высокочастотных делителей. Самовозбуждение пропадает с подачей на вход сигнала от источника с входным сопротивлением близким к 50 Ом. Сигнал с усилителя и прескалера поступает на DD2.

Выносной щуп к осциллографу.

http://forum. /index. php? showtopic=13268&st=440

На рис. 3 представлена принципиальная схема повто­рителя напряжения, выполненного в виде электронного щупа к осциллографу. Схема повторителя содержит че­тыре транзистора. Согласованная пара полевых тран­зисторов VT1, VT2 с n-каналом работает в дифферен­циальном каскаде, транзистор VT3 является источником тока для указанного каскада, а транзистор VT4 включен в схему усилителя напряжения с общим эмиттером.

Устройство работает следующим образом. Входной сигнал подается на затвор транзистораVT1. Напряже­ние, усиленное полевым транзистором VT1, поступает на базу транзистора VT4.Выходное напряжение повто­рителя снимается с коллекторной нагрузки — резистора R10.Одновременно выходное напряжение прикладыва­ется к затвору второго транзистора дифференциальной пары VT1, VT2. Глубокая отрицательная обратная связь и большое дифференциальное сопротивление источника тока обеспечивают близкий к единице коэффициент пе­редачи повторителя. Выбором тока коллектора транзи­стора VT4 (около 4 мА) снижается нелинейность повто­рителя в области высоких частот. Температурная ста­бильность устройства обеспечивается за счет глубокой отрицательной обратной связи и введения источника то­ка на транзисторе VT3.

Основные характеристики повторителя напряжения представлены на рис. 4. Кривыми 1 -4 показана ампли­тудно-частотная характеристика устройства для различ­ных значений емкости нагрузки. С увеличением емкости от 15 до 100 пФ полоса пропускания повторителя, изме­ренная на уровне 3 дБ, сужается от 25 до 10 МГц. Указанная выше емкость нагрузки складывается из емкости кабеля и входной емкости осциллографа.

Рис. 3. Вариант схемы повторителя напряжения — щупа к осцилло­графу

Необходимо иметь в виду, что современные радио­частотные кабели с полиэтиленовой изоляцией имеют по­гонную емкость, увеличивающуюся с уменьшением вол­нового сопротивления. Так, например, типичное значение погонной емкости кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом равно ПО…125 пФ, с волновым сопротивлением 75 Ом — в пределах 60…80 пФ. У высокоомных кабелей и кабелей с полувоздушной изоляцией погонная емкость может быть ниже, однако они сравнительно малодо­ступны

https://pandia.ru/text/79/067/images/image011_6.gif» alt=»589×432, 6,8Kb — 589×432, 6,8Kb» width=»589″ height=»432″>

Как изготовить кабель-щуп для низкочастотного виртуального осциллографа?

О том, как изготовить простой низкочастотный кабель-щуп для осциллографа. https://сайт/

Подобный кабель целесообразно изготовить, даже имея набор профессиональных кабелей. Благодаря тонкому, гибкому проводу и небольшим габаритам, он может стать хорошей альтернативой громоздким и неудобным промышленным кабелям. Конечно, область применения ограничивается ремонтом аудиотехники, но если использовать виртуальный осциллограф на основе аудиокарты, то более серьёзный кабель может никогда и не понадобится.

Самые интересные ролики на Youtube

Близкие темы.

Конструкция и детали.

В качестве корпуса для щупа подойдёт оболочка от фломастера или маркера. Экранированный провод тоже сгодится любой, хотя лучше выбрать более эластичный.

На чертеже изображён щуп в разрезе. https://сайт/

1. Остриё – цыганская игла.
2. Защитная трубка – кембрик.
3. Втулка – сталь или латунь.
4. Стопорный винт – М3, сталь.
5. Корпус – оболочка маркера.
6. Кабель – провод экранированный.
7. Отверстие в корпусе – Ø3мм.
8. Втулка – М3, латунь.
9. Общий провод.
10. Скоба – узел крепления общего провода, латунь.
11. Шайба – М3, сталь.
12. Зажим – латунь.
13. Стопорный винт – М3, сталь.
14. Отверстие в заглушке – Ø3мм.
15. Заглушка – оболочка маркера.
16. Защитная трубка – кембрик.

Втулка поз.3 вклеена в отверстие оболочки маркера. Диаметр отверстие во втулке поз.3 чуть больше диаметра иглы.

Стопорный винт поз.4 фиксирует иглу во втулке поз.3.

Экранирующая оплётка кабеля припаяна к втулке поз.12, а центральный провод к игле поз.1.

Стопорный винт поз.13 фиксирует кабель во втулке поз.12.

Втулка поз.8 вкручивается в зажим поз.12, предварительно пройдя через отверстия поз.7, поз.14 и отверстие в шайбе поз.11. Таким образом, втулка поз.8 обеспечивает соединение всех элементов конструкции.

На этой картинке можно увидеть, как выглядят внутренности щупа в реальности.

Вот, что получилось.

Нужен был щуп для осциллографа, чтоб смотреть форму напряжения 700 вольт переменного тока. Цены в магазинах серьёзные — придется потратить кучу денег, что-то от 3000р. Поэтому и взялся за этот проект. Стоимость деталей около 200 рублей. Схема несложная и если найдёте указанные микросхемы — соберёте за пару дней.

• Недостатки
  — малая частота сигналов, которые мы можно исследовать без искажений. Для прямоугольника 20 кГц будет предел. Если настроить с некоторым сдвигом фазы, то синус можно смотреть около 50 кГц.
• Преимущества
  — полная гальваническая развязка до 3 кВ.

Таким образом, этот прибор отлично пойдёт для инженеров по энергетике. Конечно, не в лаборатории, а в рабочей диагностике высоковольтных линий.

Основа конструкции — гальванически изолированный усилитель ACPL-790
. Отсюда основное ограничение частот работы зонда. Усилитель питается от изолированного преобразователя напряжения. Входной сигнал (максимум 300 мВ) снимается с резисторного делителя напряжения.

В представленном экземпляре рассчитано на 2,5 кВ постоянного тока на входе. У AD620
скорость нарастания сигнала на выходе микросхемы 0,3 В/мкс.

Питание усилителя измерения также от преобразователя, обеспечивающего двухполярное напряжение ±5 В. На входе 20 резисторов в 2 полосы. При высоких напряжениях на них выделится большая мощность, при 2,5 кВ около 3 Вт.

Плата имеет размер 100×65 мм и подходит для небольшого пластикового корпуса. Производство печатной платы — китайское (по акции за 10 штук размером 100×100 меньше 10 долларов).

Калибровка
: использовалось напряжение обычной 220 В сети и качественный цифровой мультиметр. Настраиваем подстроечники до тех пор, пока на экране осциллографа не получим показания Vrms
, подобные данным эталонного мультиметра.

Осциллограф — это устройство, помогающее увидеть динамику колебаний. С его помощью можно выявлять различные поломки и получать нужные данные в радиоэлектронике.

Цифровой осциллограф своими руками

Для того, чтобы смастерить осциллограф своими руками, нужно подготовить:

• KIT-набор или конструктор.
• Паяльник, сплав металлов, флюс.
• Кусачки.
• Инструмент для пайки – третья рука.
• Тестер.
• Отвертка плоского типа.
• Смартфон со штекером 3, 5 мм.

Все вышеперечисленное потребуется чтобы сделать самодельный осциллограф.

Описание процедуры изготовления:

Этап первый. Сначала разбор KIT-набора. Тут у нас есть плата для печати, которая выполнена на алом текстолите с уже распаянным на ней микроскопическим процессором. Также в комплектации есть цветной экран, который стоит на плате для печати, он будет крепиться поверх главной платы посредством специальных разъемов, которые тоже присутствуют в наборе.

Для того чтобы не допустить ошибок при сборке имеется англоязычная инструкция, в ней показаны номиналы всех компонентов, их месторасположение, для большего удобства есть места, чтобы ставить галку на той детали, которую вы уже установили, что очень упрощает работу, также в конце расписана настройка кита. В наборе присутствуют высококачественные щупы с разъемом. Так как в комплекте есть СМД-элементы, то паяльник в этом случае понадобится с тоненьким жалом. Теперь переходим непосредственно к сборке осциллографа на 20 мгц своими руками, схема в этом поможет.

Этап второй. Первое, что будем устанавливать на плату, так это SMD-компоненты, в данном случае это резисторы, их сопротивление написано на упаковке. Сами номиналы выделены на их корпусе числовым кодом.
По маркировке из инструкции расставьте компоненты и сразу нанесите на место пайки флюс, а после припаяйте паяльником с тоненьким жалом. Поставьте на плату СМД-транзистор с 3 выводами.
После припаяйте микроскопическую схему, совмещая ключ на корпусе в форме точки с ключом на плате. С SMD-деталями закончили, теперь можно переходить к DIP-компонентам.

Этап третий. По такому же принципу ставим остальные ДИП-резисторы, то есть те, которые вставляются в дырочки на плате.
Узнать их сопротивление можно несколькими методами, посредством мультиметра, цветовой маркировки, а также в онлайн-калькуляторе, где нужно лишь ввести цвет полос с корпуса.

После монтажа, припаяйте резисторы, закрепите плату в приспособлении «третья рука». Потом необходимо убрать остатки выводов посредством бокорезов. При работе будьте внимательны, так как можно случайно убрать дорожку с платы.

Этап четвертый. Резисторы установлены, теперь начинайте припаивать неполярного типа конденсаторы, маркировка которых обозначается цифрой, к примеру, конденсатор с №104 на корпусе имеет номинал, который равен 10*10 в 4 степени, а значит его емкость = 100000 пикофарад = 0,1 мкф, расположите их на плате по инструкции.
Далее, вставьте полярного типа конденсаторы. На их покрытии указан минусовой контакт белоснежной полоской, а плюсом считается длинная ножка. На самой плате таким же образом подписан плюс, номиналы сверяем по инструкции.

Этап пятый. На плате разложите катушки индуктивности, определять их номиналы не нужно, так как они все идентичные. Установите их по правилам, после чего припаяйте с обратной стороны платы. Потом вставьте транзисторы, их номер есть как на корпусном покрытии, так и на плате, на ней красуется рисунок, который повторяет форму корпуса, согласно чему и надо поставить их. После припаяйте транзисторы выводы к контактам. В наборе также должно быть два диода, их требуется установить согласно маркировке на корпусе.

Этап шестой. Для индикации припаяйте зеленый светодиод, длинная ножка это плюс, короткая минус, на самой плате для монтажа выделен плюсовой контакт.
Практически все детали уже стоят на плате, осталось впаять разъемы, клавиши и переключатели.
После этого припаяйте контакты к экрану.

Этап седьмой. Плата полностью готова, поставьте ее на специальные ножки из пластика из набора. Теперь необходимо сделать перемычку в месте JP3. Перед подключением экрана к плате, требуется проверить собранный девайс, для этого потребуется мультиметр. Подключаем питание 9 вольт к прибору и в режиме измерения напряжения выставляем минусовой щуп мультиметра к контакту на плате с надписью GND, а плюсовой к контакту 3,3 вольт, который находится чуть выше СМД-транзистора, на мультиметре должно быть такое напряжение, т. е 3,3 В. После этой проверки отключаем питание и делаем перемычку в зоне JP4, а уже потом ставим модуль дисплея.

Шаг восьмой. Так как агрегат еще не настроен, то использовать его нет смысла, поэтому для начала выполним настройку. Запустите осциллограф, и переместите 2 переключатель в позицию 0,1. В, нижний в X5, а верхний переставьте на ДС.

Плюсовой крокодил подключите к контрольной точке в виде перемычки. Кривую перенесите немного ниже, нажмите на правую клавишу снизу, тем самым переключаясь на левый ползунок, который теперь можно отрегулировать средними кнопками + или -.
Выставьте более ровненькую линию на графике посредством регулировки емкости переменных конденсаторов, используя отвертку.

Шаг девятый. Теперь стоит подключить телефон с программой генератора сигналов через выход аудио к щупам осциллографа. На смартфоне измените частоту, на дисплее агрегата появится график, который можно увеличивать и уменьшать, полная инструкция к тому, как этим пользоваться также присутствует в комплектации. Для радиолюбителей этот кит-набор будет самым настоящим подарком.

Важно! Чтобы сделать Осциллограф на микроконтроллере ATMEGA32А. нужно использовать другую схему.

Схемы самодельных осциллографов на микросхемах

Сначала разберем несложную схему осциллографа на мк, который собран всего на 3 транзисторах.
Для налаживания усилителя или любого иного радиолюбительского девайса, в схеме в которой присутствуют электрического типа колебания, очень удобен осциллограф, с помощью которого можно понаблюдать за формой сигнала. Здесь приведено описание осциллографа созданного из трех транзисторах, двух диодов и электронно-лучевой трубочки. Схема устройства осциллограф на мк представлена на изображении №1:

Несложно смастерить любительские осциллографы, схемы ведь вполне понятные.
Oscillo состоит из усилителя отклонения вертикального луча на транзисторе ВТ1, генераторной установки развертки на транзисторе ВТ2 и усилителя горизонт. отклонения на ВТ3. Для устранения искажений усилительный агрегат на ВТ1 охвачен отрицательными обратными связями (через Р4 и Р6). С коллектора ВТ1 усиленного типа напряжение подается через конденсатор С2 на одну из пластинок вертикального отклонения луча.

Генераторная установка развертки на ВТ2 функционирует в лавинном режиме.
Частотный диапазон задающего генераторного прибора развертки разделен на 4 поддиапазона. Резистор Р13 нужен для плавного изменения частоты внутри поддиапазона. Синхронизация частоты генераторной установки выполняется частотой изучаемого сигнала, напряжение которого через С3 и Р9 подается в цепочку базы ВТ2, уровень синхронизации контролируется резистором Р11. С выхода умножителя, напряжение пилообразного типа передается через С11, Р18 на базу ВТ3, а с его коллектора через С12 на пластинку горизонт. отклонения луча.

При амплитуде пилообразного напряжения на выходе усилителя 70В длина горизонт. линии на дисплее трубочки составляет 50 мм. Яркость и фокусирование луча регулируются переменными резисторными девайсами Р23, Р24, а перемещение луча по вертикали и горизонтали – резисторными приборами Р10 и Р15. Из-за слабой чувствительности осциллографа, его стоит дополнять усилителем, схема которого представлена на изображении №2:

Усилитель может находиться как внутри корпуса, так и отдельно от него.
При сборке конструкции трансформатор питания нужно разместить так, чтобы ось его катушки была продолжением продольной оси трубочки. Также, трубку потребуется заключить в магнитный экран.

Собранный осциллограф не нужно настраивать, особенно если он ЮСБ. Иногда генератор развертки начинает функционировать не сразу, в такой ситуации надо поменять ВТ2. Вспомогательная я усилительная приставка включается в разрыв схемы в точке «А», вход усилителя подсоединить к С1 а выход к базе ВТ1. Если усилитель реализуется в виде отдельного самодельного блока в осциллографе, то делитель на Р1-Р3 надо расположить в этом же блоке.

В осциллографе можно использовать транзисторы ВТ1, ВТ3 – КТ502Е, КТ632Б, МП26Б, КТ3157А; ВТ2 – КТ3107, КТ361, КТ203Б, В. Диоды ВД1 и ВД2 должны быть рассчитаны на обратного типа напряжение не ниже 700 В – Д217, Д218, КД203Г и так далее.

Теперь рассмотрим вторую схему, стандартного импульсного осциллографа, который помогает контролировать сигналы в приборах аналогового и цифрового типа.

Показанная вам схема осциллографа очень похожа на предыдущую, но не во всем.
Основой агрегата является ЭЛТ 5ЛО38 и источник питания от приемника. Канал вертикального отклонения выполнен на лампе Н1. Есть 2 входа вертикального отклонения. На вход Х1 передают сигналы импульсного или переменного напряжения. Чувствительность входа 0,5 вольт на 1 деление. Переменный резисторный прибор Р24 нужен для плавной настройки чувствительности.

Переключатель С2 помогает выбрать режим чувствительности. Выключатель С3 создан для выбора входного сигнала тока. Если постоянную часть сигнала видеть не надо С3 отключен, если С3 замкнуть, то входной сигнал проходит весь, запуская все. Для просмотра слабоватых сигналов присутствует второй вход Х2. Сигнал, поступающий на него, усиливается предварительно. В этом случае на вход устройства переходит лишь переменное напряжение.

Чтобы активировать вход Х2 необходимо переключить С2 в нижнее по схеме положение. Резистор Р2 нужен для балансировки измерительного прибора по вертикали, а Р1 по горизонтали. Резистором Р11 выставляется уровень синхронизации, чтобы изображение осциллограммы сигнала на дисплее нормально держалось. Резистором Р5 контролируется напряжение на фокусирующей сетке трубочки. Р6 регулирует настройки яркости.

Важно! Usb осциллограф своими руками сделать намного сложнее, как и коммутатор.

Датчик разряжения и индуктивная линейка для осциллографа

Теперь подробнее рассмотрим дополнительные приспособления. А точнее датчик разряжения для осциллографа и индуктивную линейку. С помощью подключенного измерительного преобразователя разряжения к осциллографу можно произвести оценку состояния механики мотора по графику разряжения во впускном коллекторе при прокрутке двигателя и другое.

Индуктивные датчики-линейки используются для проверки систем зажигания, бортового питания, различных средств измерения, а также исполнительных механизмов.
Поиск неисправностей выполняется с помощью визуального контроля формы сигнала искрового разряда выводимого на мониторе ПК, к которому подсоединены осциллограф с линейками. Сигналы снимаются бесконтактным образом. Для съема сигналов применяется емкостные и индуктивные экспресс-датчики.

Как сделать щуп для прибора самостоятельно, в чем его особенности

Ну и под конец, стоит изучить измерительные пробники и узнать, как можно сделать их самостоятельно. Пробник-это реальный прибор, который обеспечивает электрического типа соединение контрольной точки с входом осциллографа. Он нужен почти повсеместно при осциллографических измерениях, так как обычно соединение между контрольной точкой и входом осциллографа нельзя обеспечить посредством других соединительных девайсов, таких, как специализированная кабельная сборка.

Исходя из этого, можно прийти к выводу, что пробник является нужной частью измерительного тракта осциллографа и его хар-ки также важны для достоверности новых измерений, как и любые иные части тракта измерений. Поэтому, к выбору версий пробников и вопросу их правильной эксплуатации надо подходить также ответственно, как и к выбору главного измерительного устройства-осциллографа.

Как сделать кабельный щуп для низкочастотного виртуального осциллографа, инструкция:

Схема пробника для осциллографа, которую, сейчас будем рассматривать очень простая. Если отыскать указанные микроскопические схемы, то установка займет всего сутки.
Из плюсов схемы стоит выделить полную гальванического типа развязку до 3 кВ. Из минусов — малую частоту сигналов, которые можно изучать. Для прямоугольника 20 кГц будет предельное значение. Если настраивать с небольшим сдвигом фазы, то синус можно смотреть около 50 кГц.

Щуп для осциллографа своими руками — советы по установке и калибровке

Основание конструкции — гальванически изолированная усилительная приставка ACPL-790. Отсюда главное ограничение частот работы зонда. Устройство для усиления питается от преобразователя напряжения изолированного типа. Входной сигнал (макс.300 мВ) снимается с резисторного делителя для осциллографа.

В отображенном экземпляре рассчитано на 2,5 кВ постоянного тока на входе. У AD620 скорость возрастания сигнала на выходе микросхемы 0,3 В/мкс. Питание усилительной приставки измерения также от преобразователя ±5 вольт. На входе двадцать резисторов в две полосы.

При высоких напряжениях на них выделится огромная мощность, при 2,5 кВ около 3 Вт. Плата с размером 100×65 мм прекрасно подходит для маленького корпуса из пластика. Производство платы для печати — китайское. После завершения работы и проверки, всю высоковольтную часть ОПП и элементов стоит покрыть лаком. Питание — от внешнего БП на 24 В.
Калибровка: применялось напряжение 220 В и высококачественный мультиметр цифрового типа. Настраивайте подстроечники до тех пор, пока на экране не появятся показания Vrms.

Осциллографры являются просто незамениными устройствами в работе, но для того чтобы правильно их эксплуатировать в домашних условиях, нужно понимать как они устроены, идеи, на основании которых они разработаны, а также знать какие хар-ки прибора считаются существенными. Благодаря ним даже можно проверить давление в цилиндре. Если вы не хотите покупать устройство, вы можете сделать его самостоятельно, в этом вам помогут схемы цифровых осциллографов. Читайте здесь как сделать осциллограф на Ардуино для компьютера.

Как изготовить кабель-щуп для низкочастотного виртуального осциллографа?

О том, как изготовить простой низкочастотный кабель-щуп для осциллографа.

https://oldoctober.com/

Подобный кабель целесообразно изготовить, даже имея набор профессиональных кабелей. Благодаря тонкому, гибкому проводу и небольшим габаритам, он может стать хорошей альтернативой громоздким и неудобным промышленным кабелям. Конечно, область применения ограничивается ремонтом аудиотехники, но если использовать виртуальный осциллограф на основе аудиокарты, то более серьёзный кабель может никогда и не понадобится.

Самые интересные ролики на Youtube

</span>

Близкие темы.

Как сделать цифровой осциллограф из компьютера своими руками?

Как припаять штекер к экранированному кабелю.

Конструкция и детали.

В качестве корпуса для щупа подойдёт оболочка от фломастера или маркера. Экранированный провод тоже сгодится любой, хотя лучше выбрать более эластичный.

На чертеже изображён щуп в разрезе.

https://oldoctober.com/

1. Остриё – цыганская игла.
2. Защитная трубка – кембрик.
3. Втулка – сталь или латунь.
4. Стопорный винт – М3, сталь.
5. Корпус – оболочка маркера.
6. Кабель – провод экранированный.
7. Отверстие в корпусе – Ø3мм.
8. Втулка – М3, латунь.
9. Общий провод.
10. Скоба – узел крепления общего провода, латунь.
11. Шайба – М3, сталь.
12. Зажим – латунь.
13. Стопорный винт – М3, сталь.
14. Отверстие в заглушке – Ø3мм.
15. Заглушка – оболочка маркера.
16. Защитная трубка – кембрик.

Втулка поз.3 вклеена в отверстие оболочки маркера. Диаметр отверстие во втулке поз.3 чуть больше диаметра иглы.

Стопорный винт поз.4 фиксирует иглу во втулке поз.3.

Экранирующая оплётка кабеля припаяна к втулке поз.12, а центральный провод к игле поз.1.

Стопорный винт поз.13 фиксирует кабель во втулке поз.12.

Втулка поз.8 вкручивается в зажим поз.12, предварительно пройдя через отверстия поз.7, поз.14 и отверстие в шайбе поз.11. Таким образом, втулка поз.8 обеспечивает соединение всех элементов конструкции.

На этой картинке можно увидеть, как выглядят внутренности щупа в реальности.

Вот, что получилось.

Мелкие подробности.

Остриё щупа изготовлено из цыганской иголки.

Самая удобная и универсальная форма острия – трёхгранная.

Зажим поз.12 извлечён из электрической клеммы, которую можно купить в любом хозяйственном магазине.

Вот вроде и всё описание.

17 Апрель, 2011 (21:03) в Сделай сам FACEBOOK —> Нашли ошибку в тексте?Выделите ошибочный текст мышкой и нажмите Ctrl + EnterСпасибо за помощь!

Вы должны войти для отправки комментария.

• Цена: от $4.81 на ebay

Представляю на Ваш суд обзор щупа для осциллографа после 3+ месяцев использования.Upd. 22.02.2019: обзор дополнен с учётом полученного опыта от эксплуатации щупа. Дополнение в конце обзора.Вместо предисловия Характеристики щупа со страницы магазина: Щуп был упакован в полиэтиленовый пакет с инструкцией вкладышем, вот его комплектация: Пару слов о назначении всех этих дополнительных «штучек». Кольца цепляются на байонет подключаемый к осциллографу и ручку щупа и применяются для удобства определения по цвету колец какая ручка щупа к какому каналу осциллографа подключена (но т.к. в комплекте лишь один щуп, то полезны данные кольца будут владельцам таких же комплектных щупов). Вот поменял на своём щупе кольца на салатовые: Насадка в виде колпачка предназначена для изоляции от общего, полезно когда нужно щупом «пробираться» сквозь провода/платы. Почти такая же насадка отличающаяся лишь выступами с двух сторон от сигнальной иглы может применятся как и первая, но так же удобна при «тыкании» в платы с smd компонентами. Надеваются эти колпачки довольно туго, а снимаются ещё сложнее. ? Ну и наконец, самая полезная, на мой взгляд, штука – захват. Применяется для держания щупа за провод/вывод измеряемого сигнала. Позволяет уцепиться за толщину от долей мм до 2.5мм. Работает как надо. Пользуюсь им, в отличие от всех вышеописанных, регулярно.

Так же в комплекте имеется отвёртка с пластиковой ручкой для калибровки щупа. Внешний вид самого щупа вполне понятен из вышеприведённых фото, но для полноты восприятия добавлю фото такого ракурса:

Надо отметить, что инструкция из комплекта не для галочки, в ней есть практически вся необходимая информация. Смотрите сами:

Но, а о чём умалчивает инструкция, поведаю Вам я. Длина кабеля щупа с байонетом – 104см, длина ручки щупа от кабеля до иголки – 14см (т.е. общая длина щупа равна 104+14=118см, до заявленных 120см не хватило 2см), длина общего провода с «крокодилом» — 14.5см. Никаких запахов щуп не производил, понравилась мягкость/гибкость кабеля. У ползунка переключателя х1/х10 (выключатель делителя) за время использования фиксация в крайних положениях стала не такая чёткая. Сама конструкция переключателя доверия не вызывает, стараюсь пользоваться им как можно реже (как правило щуп всегда эксплуатируется в режиме х10), чего и рекомендую всем пользователям аналогичных щупов. Общий провод с крокодилом съёмный. Сигнальная игла не настолько острая, что бы ей можно было случайно уколоться, но и не тупая. За время использования если и затупилась, то я этого не заметил. Метали из которого она выполнена не магнитный. Ещё до заказа данного щупа, как и полагается человеку покупающему вещь в личное пользование, я выяснил интересующие меня вопросы касательно подобных щупов. И поэтому знал, что импортный разъем под названием «BNC» на щупе стыкуется с нашим байонетом «СР-50-73» на осциллографе не идеально – BNC разъем не до конца закручивается. И знал, что это легко исправляется подходящим надфилем. Собственно так и вышло — во входной разъём осциллографа щуп вставлялся плотно, но вот зафиксировать его не получилось – угол проточенных пазов на BNC разъёме немного великоват. Что ж снимаю и аккуратно подтачиваю надфилем. Вот так выглядит адаптированный под отечественный байонет BNC разъём:

Стоит отметить, что вес BNC разъёма этого щупа гораздо меньше веса разъёма СР-50-74 комплектного щупа. Это и неудивительно ведь в BNC металла используется гораздо меньше. Покупался щуп для моего осциллографа С1-65. Этот осциллограф имеет заявленную полосу пропускания канала Y равную 0-35МГц (при спаде АЧХ не превышающей 3дБ, для 5мВ/дел), входную ёмкость не более 30пФ при сопротивлении равном 1.0МОм ±5%. Сопоставляем с характеристиками щупа – входное сопротивление подходящее, диапазон компенсации ёмкости тоже подходящий. Т.е. противопоказаний нет ? В С1-65 есть встроенный калибратор, выдающий 1кГц меандр с амплитудой от 0.02 до 50В или постоянное напряжение с таким же диапазоном. Калибратор как раз и предназначен для проверки и подстройки канала Y осциллографа и комплектного делителя с коэффициентом деления Кд=10. К сожаленью мне осциллограф попал в руки лишь с одним таким щупом (далее по тексту я его буду называть комплектным, хотя на самом деле история его происхождения мне неизвестна):

Калибратор осциллографа С1-65: Вот так выглядит принципиальная схема комплектного выносного делителя осциллографа С1-65 (которого у меня нет): А реальная принципиальная схема устройства обозреваемого щупа мне неизвестна, т.к. его конструкция не разборная, но зная то, что щуп представляет собой частотно-компенсированный делитель напряжения и, зная его параметры, полагаю, что она (схема) выглядит так: Где Rк – сопротивление центральной жилы кабеля щупа, а Cк – ёмкость образованная рядом расположенными центральной жилой и оплёткой кабеля щупа и его монтажа. Параметры делителя на постоянном токе вычисляются следующим образом: Сопротивление щупа Rщ=Rх+R2; Коэффициент деления Kд=R2/(Rх+R2). где Rх – общее сопротивление, состоящее из последовательно включённых сопротивлений резистора R1 и центральной жилы (сигнального провода) кабеля щупа Rк равного 100 Ом (измерено китайским мультиметром ADM-02), а R2 – входное сопротивление осциллографа (паспортные данные). Т.е. в нашем случае на постоянном токе десятикратное деление напряжения обеспечивается делителем, состоящим из последовательно включенного резистора 8.9999МОм (+100Ом кабель) и 1.0МОм (±5%) входного сопротивления осциллографа. На переменном токе параметры делителя вычисляются сложнее, т.к. уже участвуют ёмкости С1, ёмкость кабеля щупа и его монтажа — Ск, подстроечного конденсатора С2 и входная ёмкость осциллографа условно обозначенная как конденсатор С3. Если отношение ёмкостей в ёмкостном делителе, образованном С1 и Ск+С2+С3(далее Сх) будет равно отношению сопротивлений в резистивном, то амплитудно-частотная характеристика щупа будет ровной во всем диапазоне, начиная от постоянного тока и до частот ограниченных общим (активным+реактивным) сопротивлением щупа (ведь 22.5пф указанные в характеристиках щупа на частоте 35МГц это реактивное сопротивление величиной 202Ома). Поэтому величину ёмкости конденсатора С1 выбирают, как правило, равной 1/9 величины ёмкости Сх. В нашем случае суммарную ёмкость входа осциллографа и щупа примем 30+120=150пФ (реально может и больше, но точно измерить ёмкость щупа нет возможности, поэтому взял максимальное значение заявленное в характеристиках), следовательно, ёмкость конденсатора С1 должна быть не более 16.7пФ. Изменением ёмкости подстроечного конденсатора С2 добиваются выполнения условия компенсации – Zc1*(R1+Rк)=Zcх*R2 (где Z=1/2πFC). Настройка компенсации щупа. Как и показано в инструкции к обозреваемому щупу при не настроенном делителе щупа меандр может принимать один из двух видов: Так выглядят прямоугольные импульсы при ёмкости щупа больше необходимой. А так — при ёмкости щупа меньше необходимой. Осциллограммы с моего осциллографа с сигналом от калибратора при крайних позициях подстроечного конденсатора (С2). Кстати, расположен С2, как Вы уже поняли, на байонете: И так слишком большая ёмкость вызывает значительные выбросы по фронтам, недостаточная — их затягивание. Понятно, что при настроенном делителе форма вершины прямоугольного импульса должна стремится к ровной прямой (форма реального прямоугольного импульса отлична от прямоугольника — по фронту импульса в любом случае присутствует выброс в виде иголки, а по спаду присутствует скругление). Изменением ёмкости конденсатора С2 добиваются получения на экране осциллографа прямоугольных импульсов без завала фронтов, амплитуда выбросов на фронтах должна быть не более 5-10% от амплитуды импульсов. Для большей наглядности/точности я решил проводить настройку путём сравнения формы сигнала при измерении комплектным щупом и обозреваемым (с учётом вышеизложенных мыслей). Приступив к калибровке делителя щупа от встроенного в осциллографе калибратора я обнаружил как «вяло» меняется форма фронта импульса при значительной величине поворота подстроечного конденсатора (С2), что явно указывает на то, что для более точной калибровки делителя щупа в моём случае нужно использовать сигнал более высокой частоты. А значит, нужен был генератор прямоугольных импульсов частотой повыше. Поскольку в хозяйстве такого готового генератора не оказалось, то для этих целей был «собран» ВЧ генератор импульсов. Ну «собран» это не совсем подходящий термин в данном случае, т.к. вся конструкция представляет собой плату ардуино (к слову на тот момент плата ардуино была самодельной) с залитым нужным скетчем и подключенным к ней БП (скетч написан не мной, а товарищем maksim с ресурса arduino.ru). При хорошем источнике питания форма прямоугольных импульсов выдаваемых микроконтроллером atmega328 (на нём базируется моя плата ардуино) при частоте задающего генератора 16МГц имеет мало искажений на частоте вплоть до 2МГц. Проводить дальнейшую калибровку встроенного делителя обозреваемого щупа решено было на частоте равной 1МГц. Так выглядит тестовый генератор в сборе: А вот фото сравнения при настройке делителя щупа:

1МГц на комплектном щупе.

1МГц на обозреваемом щупе в режиме х1. Тоже в режиме х10. А так выглядит вершина импульса с частотой сигнала 4МГц на моём осциллографе: Комплектный щуп слева, обозреваемый в режиме х1 – справа. На фото хорошо видно, что обозреваемый щуп в таком режиме измерений проигрывает комплектному щупу и то, что оба щупа не годятся для столь точного наблюдения формы ВЧ сигнала (4МГц). Проигрыш обозреваемого щупа в таком тесте вполне закономерен, ведь в щупе подключен С2 и длина его кабеля значительно (на 33см) больше, а, следовательно, больше и его ёмкость. Однако в инструкции к щупу обозреваемый щуп в режиме х1 предлагают применять до частот величиною 6МГц. Оно конечно можно, но если чувствительность Вашего осциллографа по входу позволяет наблюдать сигнал с делителем (в режиме х10), то я рекомендую применять его и на частотах до 6МГц, т.к. это снижает входную ёмкость осциллографа, а, следовательно, вносит меньше искажений в исследуемый сигнал (наглядный пример на фото выше). Стоит отметить, что идеально откалибровать щуп у меня так и не получилось. Вывод – лично меня щуп полностью устраивает. В паре с советским осциллографом с полосой пропускания до 100МГц обладающим высокоомным входом он выглядит привлекательней, чем комплектный. Покупать его есть смысл при отсутствии комплектного выносного делителя осциллографа.Upd. 22.02.2019Ещё одно предисловиеКакое-то время назад понадобился мне нихром/вольфрам, путём поиска в интернете я нашёл искомое. Так я узнал цену этих металлов и после этого меня не покидала мысль, что уж как-то дёшево продают этот щуп — такое сложное/технологичное устройство к тому же содержащее в себе дорогие материалы (нихром/вольфрам). Но пока щуп работал, вскрывать мне его не хотелось (я ведь полагал, что он не разборный). Однако не так давно в байонете щупа стал пропадать контакт и соответственно назрела необходимость вскрытия. Я вспомнил о том, что кто-то уже спрашивал про вскрытие этого щупа и номиналы деталей находящихся в байонете. Покопавшись в личных сообщениях сайта, я нашёл эту переписку с камрадом — maks740. Он же и показал мне, как разбирается байонет подобных щупов. Оказывается байонет довольно просто разбирается — необходимо лишь стянуть прорезиненный «хвост» щупа с металлического хвостовика байонета (см. фото). После этого нам откроется часть внутреннего мира щупа и одновременно с этим возможно придёт разочарование, т.к. центральная жила щупа выполнения из обычного медного многожильного провода (никакого нихрома/вольфрама), а сопротивление центральной жилы величиною 100 Ом достигается применением smd резистора распаянного на плате внутри байонета. Так же на плате помимо подстроечного конденсатора и резистора номиналом 100 Ом присутствует ещё один резистор номиналом 33 Ома. Номинал второго резистора может отличаться от моего в зависимости от емкости подстроечного конденсатора и максимальной заявленной частоты щупа. Как видно по фото — флюс не отмыт. Плата прикручена к металлическому каркасу байонета винтом м1.7 винт так же выступает в роли проводника — соединяет дорожку платы с общим (каркасом). Кабель щупа опресован хвостовиком байонета. Причина пропадания контакта оказалась в отломанной центральной металлической жиле со стороны байонета. После зачистки оставшейся части центрального контакта скальпелем, он прекрасно облудился неактивным флюсом. В итоге схема щупа на самом деле выглядит скорее всего так: Какие выводы можно сделать? — Китайцы такие китайцы ? А если серьёзно, то так как центральная жила из меди, то ни о каком распределенном сопротивлении речи быть не может. Соответственно точность на высоких частотах будет ниже… тем не менее, альтернатив за такую цену в свободной продаже не найти.Традиция сайта P.S.: Всё вышеизложенное является плодом моих суждений и поэтому не претендует ни на полноту, ни на истинность. Я сожалею, если процесс ознакомления читателя с данным текстом сопровождался какими-либо негативными ощущениями. P.P.S: буду рад конструктивной критике и готов по мере своих возможностей ответить на интересующие вопросы по теме обозреваемого товара.

• Цена: $5,26

Продолжаем продолжать обзоры щупов, переходников и т.д., которые могут пригодиться для диагностики автомобиля, и которые входят (либо не входят, но полезны) в комплект автомобильной версии осциллографа Hantek 2d82 Начнем с аттенюатора 20:1. Он может применяться при необходимости измерения относительно высоких напряжений, скажем напряжения первичной цепи системы зажигания, там бывает несколько сотен вольт. Что нам обещает продавец:Features: Can allow oscilloscope to measure fuel injector and primary ignition waveforms. Passive attenuator with 20:1 attenuation. If input a 20V signal, it can output a 1V signal. By using this item, oscilloscope can measure voltage higher than its range(*20V)Specifications: Attenuation: 20:1 Bandwidth: 10MHz Input Resistance: 1.053M Item Size: 60 * 18 * 16mm / 2.36 * 0.7 * 0.6in Item Weight: 24g /0.85oz Сравним с тем что пришло. Как видим внешний вид немножко отличается, что вообще говоря не принципиально

Вес — 25г, общая длина 61мм, высота 16мм, ширина 21мм. Входное и выходное сопротивление: Внутренний мир: Схема. Номиналы конденсаторов, к сожалению, нечем измерить более точно. Я проверил работу аттенюатора при помощи генератора FY6800. С учетом того, что я не проверял пока что выдает этот генератор на более серьезном осциллографе — я не могу быть уверен в правильности формы сигнала на его выходе, так что смотрим не на форму сигнала, а на одинаковость этой формы на первом и втором канале осциллографа — они подключены к одному и тому же выходу генератора. Для начала подключим щупы к осциллографу и убедимся в идентичности всего. Щупы я предварительно подстроил по встроенному в осциллограф генератору. Щупы, соответственно, не из комплекта осциллографа, ибо в комплекте был только один, а купленные ранее, и ссылка на них давно утеряна. Теперь подключаем аттенюатор И проверяем на частотах 100кГц, 500кГц, 1МГц, 2МГц, 5МГц и 10МГц, и на синусе/меандре/треугольнике. При использовании аттенюатора можно видеть некоторую несимметричность и заметное искажение формы сигнала на частоте от примерно 5МГц и выше, вносимую явно самим аттенюатором. Второй лот — высоковольтный щуп с делителем 100:1. Куплен тут за примерно $12.5. Область применения — аналогична, при этом данный щуп более безопасен и для осциллографа и для оператора. Кроме того, с его помощью можно работать например с импульсными блоками питания. Что нам обещает продавец:Specifications: Band Width: 100MHz Rise Time: 3.5ns Attenuation Ratio: 100:1 Input Resistance: 100MΩ±2% Input Capacitance: 6pF Maximum Input: 2KV Working Voltage(Vp-p) Compensation Range: 10pF-35pF Operating Voltage: 0-50°C Operating Humidity: 0-80%RH Item Length: 15cm Item Weight: 51g / 1.8oz Package Size: 22 * 14 * 1cm / 8.7 * 5.5 * 0.4in Package Weight: 79g / 2.8oz Внешний вид:

Детальнее

Комплектуха: МануалДополнительная информация

Длина — от кончика до кончика 143см, что сопоставимо с комплектным. Внешний вид — тоже сопоставим. Комплектный слева, обозреваемый справа. Толщина провода тоже примерно одинакова, что наводит на странные мысли — ведь судя по подстроечнику в разъеме, делитель собран там, а значит все эти возможные измеряемые 2кВ пойдут по этому нетолстому кабелю… Ох сомнения что не прошибёт. Но я могу ошибаться. А вскрыть разъем к сожалению не представляется возможным. Ну и проверим. Условия — те же что и с аттенюатором, то есть генератор FY6800, синус-меандр-треугольник, частоты 100/500/1000/2000/5000 кГц. Кроме того я добавил синус 20 и 40МГц Подключаем И погнали Тут мы можем видеть, что со щупом 100:1 амплитуда сигнала не так сильно падает с повышением частоты. В целом же сигнал со щупом ИМХО более корректный чем с аттенюатором. Но у него и параметры заявлены заметно лучше. Все данные проверки были проведены в режиме переключателя на щупах х1. И меня не покидало ощущение, что что-то я делаю не так ? и таки да. В режиме х10 у «обычных» щупов полоса 100МГц, а в режиме х1 — всего 6МГц! И я хотел было переделывать весь обзор, но подумал — а пусть это будет наглядной иллюстрацией того, как можно лихо наколоться при измерениях, когда забыл всё чему учился. ? Переключаем щупы в режим x10 и на 10Мгц получаем уже гораздо более гораздую картинку: А вот так — если один щуп в положении х1, а второй — х10. Впечатляет масштаб ошибки? ? Ну и перепроверим. Тут у нас 10МГц, 15МГц и 20МГц, В каждой паре 2 канал (зеленый, нижний) это «обычный» щуп в режиме х10, левая картинка — на первом канале стоит аттенюатор 20:1 и щуп х10, правая картинка — в 1 канале щуп 100:1 И как видим тут уже с аттенюатором сигнал не хуже чем со щупом 100:1, а может и даже немного лучше. Впрочем, тут уже скорее всего всё упирается в быстродействие самого осциллографа. Подытоживая. Аттенюатор, насколько я понимаю, позиционируется в основном для наблюдения сигнала с первичной цепи системы зажигания. Там пара сотен вольт и довольно низкие частоты. И надо сказать, что справляется с этой задачей он отлично — проверено в деле (кстати, случайно подключенный к первичке осциллограф без аттенюатора тоже выжил). Щуп 100:1 — инструмент уже более высокого класса, и выбор между ними неоднозначен. Для работы на столе — я б, пожалуй, склонился именно к щупу, хотя он и дороже в полтора раза. С другой стороны, аттенюатор 20:1 может работать и с любыми другими щупами, например с имеющими крокодилы на концах, что в автодиагностике полезно. В целом — и то и другое работает, и то и другое вполне подойдёт для автомобильной диагностики, при этом щуп подойдёт и для радиолюбительства. Используемые источники:

• https://oldoctober.com/ru/probe/
• https://mysku.ru/blog/china-stores/31657.html
• https://mysku.ru/blog/ebay/74838.html

Как изготовить кабель-щуп для низкочастотного виртуального осциллографа?

О том, как изготовить простой низкочастотный кабель-щуп для осциллографа. https://oldoctober.com/

Подобный кабель целесообразно изготовить, даже имея набор профессиональных кабелей. Благодаря тонкому, гибкому проводу и небольшим габаритам, он может стать хорошей альтернативой громоздким и неудобным промышленным кабелям. Конечно, область применения ограничивается ремонтом аудиотехники, но если использовать виртуальный осциллограф на основе аудиокарты, то более серьёзный кабель может никогда и не понадобится.

Самые интересные ролики на Youtube

Близкие темы.

Как сделать цифровой осциллограф из компьютера своими руками?

Как припаять штекер к экранированному кабелю.

Конструкция и детали.

В качестве корпуса для щупа подойдёт оболочка от фломастера или маркера. Экранированный провод тоже сгодится любой, хотя лучше выбрать более эластичный.

На чертеже изображён щуп в разрезе. https://oldoctober.com/

1. Остриё – цыганская игла.
2. Защитная трубка – кембрик.
3. Втулка – сталь или латунь.
4. Стопорный винт – М3, сталь.
5. Корпус – оболочка маркера.
6. Кабель – провод экранированный.
7. Отверстие в корпусе – Ø3мм.
8. Втулка – М3, латунь.
9. Общий провод.
10. Скоба – узел крепления общего провода, латунь.
11. Шайба – М3, сталь.
12. Зажим – латунь.
13. Стопорный винт – М3, сталь.
14. Отверстие в заглушке – Ø3мм.
15. Заглушка – оболочка маркера.
16. Защитная трубка – кембрик.

Втулка поз.3 вклеена в отверстие оболочки маркера. Диаметр отверстие во втулке поз.3 чуть больше диаметра иглы.

Стопорный винт поз.4 фиксирует иглу во втулке поз.3.

Экранирующая оплётка кабеля припаяна к втулке поз.12, а центральный провод к игле поз.1.

Стопорный винт поз.13 фиксирует кабель во втулке поз.12.

Втулка поз.8 вкручивается в зажим поз.12, предварительно пройдя через отверстия поз.7, поз.14 и отверстие в шайбе поз.11. Таким образом, втулка поз.8 обеспечивает соединение всех элементов конструкции.

На этой картинке можно увидеть, как выглядят внутренности щупа в реальности.

Вот, что получилось.

Мелкие подробности.

Остриё щупа изготовлено из цыганской иголки.

Самая удобная и универсальная форма острия – трёхгранная.

Зажим поз.12 извлечён из электрической клеммы, которую можно купить в любом хозяйственном магазине.

Вот вроде и всё описание.

Ремонт и изготовление щупов для осциллографов (dB_подборка)

Подскажите, можно ли сделать самому щуп для осцилографа с делителем 10:1

Перенесено отсюда (mod: -20 dB)

Перенесено отсюда (mod: -20 dB)

b]vadislav[/b],
А зачем его делать? 10_1=10, считайте, что он у Вас уже есть.

Ну, а если Вы просто ошиблись и Вам нужен настоящий делитель 1:10, то сначала найдите настоящий кабель для делителей.
Его легко отличить от других коаксиальных кабелей. Он очень гибкий и сопротивление его центральной жилы около 200 Ом на метр.
А сам щуп и корпус делителя можно найти на барахолке, только обычно с суррогатным кабелем.
Если подвернётся где-то такой кабель, то берите сразу метров двадцать. При интенсивной работе, даже если не ронять щуп, кабеля хватает на 2 — 3 месяца, так как обрывается центральная жила.

Перенесено отсюда (mod: -20 dB)

Какие щупы лучше всего купить к с1-55
я здесь где-то на форумах что-то когда то видел но счас не могу найти

Перенесено отсюда (mod: -20 dB)

к 55 не знаю
у меня 101 до этого 3штуки спалил ОМЛ (8ми часовой марафон невыдерживали)
когдато по лиссажу на этих работал.
пользуюсь 1к10
на заводе дааавно работал там щупчик приватезировал
конструкция понравилась самого щупа (дело вкуса)

можно самому соорудить
берёшь
1 оцилкин (осциллографический) разъёмчик
2 кабелёк (у меня 50 Ом посеребрённый) D 6мм L-50см
3 резюк 9.1МОм 1-2вт параллельно трубчатый кондёр 7.5пик
4 кондёр подстроечный 3-15 пик на землю после разъёма (для коррекции фронтов)
5 ручку тостую (желательно меттализированную)
6 иголку ЦЫГАНСКУЮ

РАЗЪЁМ
кабель
+кабелёк на землю с крокодилом
ёмкость на землю
резюк
иголка

резюк иголка и триммер всё это в корпус ручки
смотри чтоб лишнее на землю небыло подсоединено

можно это целиком купить от 50р до 1500р
или попросить чтоб подорили
или преватизировать

mixу спасибо что ответел собирать самому некогда
пришлось отправить курьера
взял HP9251 а у него 1:1 нет

Перенесено отсюда (mod: -20 dB)

Вот хотел в очередной ХЗК раз восстановить щуп для осцилла.
Наконечник отвалился и я решил его конкретно восстановить.
Крихтя пыхтя я его разобрал.
Далее началось самое интересно.
Захотел две железные экранирующие трубки спаять вместе.
Вставил беленькую трубочку, та что внутри стоит между двумя железными и начал припаивать, вдруг тонкая часть железной трубки упало

дааа я думал что та белая сделана из фторопласта, но не там то и было дело, это лишь простая пластмасса.
Ну расплавилась ну и фиг с ней.
начинаю залуживать толскую часть железной трубки, струдом но залудил.
Приступил к залуживанию тонкой трубки.
Вот тут то и началось подумал припоя много взял.
поношу паяльник второй раз без припоя и :wow о ужас
ЭТА жеклезка оказалась не железкой, ни латунью ни медью а силуминоподомному металлу

Сделай сам своими руками О бюджетном решении технических, и не только, задач.

Как изготовить кабель-щуп для низкочастотного виртуального осциллографа?

О том, как изготовить простой низкочастотный кабель-щуп для осциллографа. https://oldoctober.com/

Подобный кабель целесообразно изготовить, даже имея набор профессиональных кабелей. Благодаря тонкому, гибкому проводу и небольшим габаритам, он может стать хорошей альтернативой громоздким и неудобным промышленным кабелям. Конечно, область применения ограничивается ремонтом аудиотехники, но если использовать виртуальный осциллограф на основе аудиокарты, то более серьёзный кабель может никогда и не понадобится.

Самые интересные ролики на Youtube

Близкие темы.

Конструкция и детали.

В качестве корпуса для щупа подойдёт оболочка от фломастера или маркера. Экранированный провод тоже сгодится любой, хотя лучше выбрать более эластичный.

На чертеже изображён щуп в разрезе. https://oldoctober.com/

1. Остриё – цыганская игла.
2. Защитная трубка – кембрик.
3. Втулка – сталь или латунь.
4. Стопорный винт – М3, сталь.
5. Корпус – оболочка маркера.
6. Кабель – провод экранированный.
7. Отверстие в корпусе – Ø3мм.
8. Втулка – М3, латунь.
9. Общий провод.
10. Скоба – узел крепления общего провода, латунь.
11. Шайба – М3, сталь.
12. Зажим – латунь.
13. Стопорный винт – М3, сталь.
14. Отверстие в заглушке – Ø3мм.
15. Заглушка – оболочка маркера.
16. Защитная трубка – кембрик.

Втулка поз.3 вклеена в отверстие оболочки маркера. Диаметр отверстие во втулке поз.3 чуть больше диаметра иглы.

Стопорный винт поз.4 фиксирует иглу во втулке поз.3.

Экранирующая оплётка кабеля припаяна к втулке поз.12, а центральный провод к игле поз.1.

Стопорный винт поз.13 фиксирует кабель во втулке поз.12.

Втулка поз.8 вкручивается в зажим поз.12, предварительно пройдя через отверстия поз.7, поз.14 и отверстие в шайбе поз.11. Таким образом, втулка поз.8 обеспечивает соединение всех элементов конструкции.

На этой картинке можно увидеть, как выглядят внутренности щупа в реальности.

Вот, что получилось.

Мелкие подробности.

Остриё щупа изготовлено из цыганской иголки.

Самая удобная и универсальная форма острия – трёхгранная.

Зажим поз.12 извлечён из электрической клеммы, которую можно купить в любом хозяйственном магазине.

Как сделать щуп для осциллографа своими руками, схема

1. Схема и печатная плата
2. Рекомендации по монтажу и калибровке
3. Щуп с делителем и опто-развязкой — схема

Схема щупа для осциллографа с делителем, которую мы сегодня предложим собрать — несложная. Если найти указанные микросхемы, то монтаж займет всего пару дней

Щуп для осциллографа с делителем — схема и печатная плата

Из преимуществ схемы отметим полную гальваническую развязку до 3 кВ. Из недостатков — малую частоту сигналов, которые можно исследовать без искажений. Для прямоугольника 20 кГц будет предел. Если настроить с некоторым сдвигом фазы, то синус можно смотреть около 50 кГц.

Таким образом, этот прибор отлично пойдёт для инженеров по энергетике. Конечно, не в лаборатории, а в рабочей диагностике высоковольтных линий.

Печатная плата щупа для осциллографа:

Щуп для осциллографа своими руками — рекомендации по монтажу и калибровке

Основа конструкции — гальванически изолированный усилитель ACPL-790. Отсюда основное ограничение частот работы зонда. Усилитель питается от изолированного преобразователя напряжения. Входной сигнал (максимум 300 мВ) снимается с резисторного делителя напряжения.

В представленном экземпляре рассчитано на 2,5 кВ постоянного тока на входе. У AD620 скорость нарастания сигнала на выходе микросхемы 0,3 В/мкс.

Питание усилителя измерения также от преобразователя, обеспечивающего двухполярное напряжение ±5 В. На входе 20 резисторов в 2 полосы. При высоких напряжениях на них выделится большая мощность, при 2,5 кВ около 3 Вт.

Плата имеет размер 100×65 мм и подходит для небольшого пластикового корпуса. Производство печатной платы — китайское (по акции за 10 штук размером 100×100 меньше 10 долларов).

После сборки и проверки всю высоковольтную часть печатной платы и деталей покрываем несколькими слоями лака. Питание — от внешнего БП на 24 вольта.

Скачать документацию на микросхемы можно ниже.

Калибровка: использовалось напряжение обычной 220 В сети и качественный цифровой мультиметр. Настраиваем подстроечники до тех пор, пока на экране осциллографа не получим показания Vrms, подобные данным эталонного мультиметра.

Как сделать щуп для осциллографа своими руками

Самодельные осциллографы перестают быть редкостью по мере развития микроконтроллеров. И естественным образом возникает потребность в щупе для него. Желательно со встроенным делителем. Некоторые из возможных конструкций рассмотрены в данной статье.

Щуп собран на отрезке фольгированного стеклотестолита и помещен в металлическую трубку, выполняющую роль экрана. Чтобы не вызывать аварийных ситуаций, когда и если щуп падает на включенное испытуемое устройство, трубка покрыта термоусадкой. Без покрытия заготовка выглядит вот так:

Щуп в разобранном виде:

Конструкции могут быть разными. Просто нужно учитывать некоторые вещи:

• Если выполняете щуп без делителя, т.е. он не содержит в себе больших сопротивлений и переключателей, т.е. элементов подверженных электромагнитным наводкам, то целесообразно экранированный провод щупа протягивать до самой иглы. В этом случае дополнительная экранировка элементов вам не понадобится и щуп можно выполнять из любого диэлектрика. Например использовать один из щупов для тестера.
• Если в щупе выполнен делитель, то когда вы берете его в руки, вы неизбежно будете увеличивать наводки и помехи. Т.е. потребуется экранировка элементов делителя.

В моем случае соединение трубки с экраном (точнее с обратной стороной стеклотестолита) выполнено припаиванием пружинки на тектолит, которая и создает контакт между экраном и платой щупа.

В качестве иглы использовал «Папу» от разъема типа ШР. Но ее можно выполнить и из любого другого подходящего стержня. Разъем от ШР удобен тем, что его «Маму» можно впаять в зажим, который можно будет при необходимости надевать на щуп.

Подбор провода

Отдельного упоминания заслуживает подбор провода. Правильный провод выглядит так:

Миниджек 3,5 мм расположен рядом для масштаба

Правильный провод представляет из себя более-менее обычный экранированный провод, с одним существенным отличием – центральная жила у него одна. Очень тонкая и выполнена из стальной проволоки, а то и проволоки с высоким удельным сопротивлением. Почему именно так поясню немного позже.

Такой провод не сильно распространен и найти его достаточно непросто. В принципе, если вы не работаете с высокими частотами порядка десятка мегагерц, особой разницы, использовав обычный экранированный провод, вы можете и не ощутить. Встречал мнение, что на частотах ниже 3-5 МГц выбор провода не критичен. Ни подтвердить, ни опровергнуть не могу – нет практики на частотах выше 1 МГц. В каких случаях это может сказываться тоже скажу позже.

Самодельные осциллографы нечасто имеют полосу пропускания в несколько мегагерц, поэтому используйте тот провод, который найдете. Просто стремитесь подобрать такой, у которого центральные жилы потоньше и их поменьше. Встречал мнение, что центральная жила должна быть потолще, но это явно из серии «вредных советов». Малое сопротивление проводу осциллографа без надобности. Там токи в наноамперах.

И важно понимать, чем ниже собственная емкость изготовленного щупа, тем лучше. Это связано с тем, что когда вы подключаете щуп к исследуемому устройству, вы тем самым подключаете дополнительную емкость.

Если подключаете напрямую на выход логического элемента либо в ИБП, т.е. к достаточно мощному источнику сигнала, имеющему достаточно малое собственное сопротивление, то все будет отображаться нормально. Но если в цепи есть значительные сопротивления, то емкость щупа будет сильно искажать форму сигнала, т.к. будет заряжаться через это сопротивление. А это означает, что вы уже не будете уверены в достоверности осциллограммы. Т.е. чем ниже собственная емкость щупа, тем шире диапазон возможных применений вашего осциллографа.

Принципиальные схемы щупов

Собственно схема щупа, которую я применил, предельно проста:

Это делитель на 10 для осциллографа с входным сопротивлением 1 мегом. Сопротивление лучше составить из нескольких, соединенных последовательно. Переключатель просто замыкает напрямую добавочное сопротивление. А подстроечный конденсатор позволяет согласовать щуп с конкретным прибором.

Пожалуй вот более правильная схема, которую стоило бы рекомендовать:

Она явно лучше по допустимому напряжению, так как пробивное напряжение резисторов и конденсаторов СМД обычно принимают за 100 вольт. Встречал утверждения, что они выдерживают и 200-250 вольт. Не проверял. Но если вы исследуете достаточно высоковольтные цепи, стоит применить именно такую схему.

Я ее никогда не делал, рекомендаций по настройке (подбору конденсаторов С2, С3, С4) дать не могу.

Немного обещанной теории

Емкость прямо пропорциональна площади проводников и обратно пропорциональна расстоянию между ними. Там еще есть коэффициент, но для нас это не важно сейчас.

Имеем два проводника. Центральная жила и экран провода. Расстояние между ними определяется диаметром провода. Площадь экрана сильно снизить не получится. Да и не надо. Остается снижать ПЛОЩАДЬ ПОВЕРХНОСТИ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЖИЛЫ.

Т.е. снижать ее диаметр насколько это технически целесообразно без потери механической прочности.

Ну а чтобы повысить эту самую прочность при уменьшении диаметра надо выбрать материал попрочнее.

Провод можно представить так:

Распределенная емкость по длине провода. Ну а чем больше будет удельное сопротивление материала центральной жилы, тем меньшее влияние соседние участки (соседние емкости) будут оказывать друг на друга. Поэтому целесообразен провод с высоким удельным сопротивлением. По этой же самой причине нецелесообразно делать провод щупа слишком длинным.

Разъемы рассматривать не буду. Лишь скажу, что оптимальным для осциллографа считаю разъемы BNC. Они чаще всего и применяются. Миниджек, аудиоразъем я бы применять не рекомендовал (хотя сам применяю, в силу того, что не использую осциллограф в цепях со значительными напряжениями). Он опасен. Дернули провод при проведении исследований цепей с хорошим напряжением. Что происходит далее? А далее миниджек, скользя по гнезду, может вызвать замыкание. И даже если в силу разных причин ничего не произошло, на самом миниджеке будет присутствовать это напряжение. А если он упадет к вам на колени? А там открытый центральный контакт и земля рядом.

Лето, жарко, любите работать в трусах? Выбирайте BNC (не реклама). BNC тем и хорош. Его не выдернешь просто так. А даже если и случилось – он закрытый. Ничего опасного произойти не должно, то что в трусах, не пострадает))

Дополнительную информацию можно почерпнуть из цикла статей Входные узлы самодельных осциллографов. Так, теорией поутомлялись, теперь

Щуп № 2

Он хорош тем, что его можно вставить так:

Или вот так, ему безразлично, он свободно крутится.

Устроен он примерно так:

Единственное, что на нем еще будет сделано. Отверстие для выхода провода земли из щупа будет залито каплей термоклея, чтобы сложнее было вырвать его при случайном рывке и провод будет зафиксирован в рукоятке отрезком спички, заточенным под пологий клин.

Чтобы не оборвать и не открутить центральную жилу. Кстати это самый простой способ «лечить» дешевые китайские щупы для тестера, чтобы провод не отламывался от наконечника.

На что стоит обратить внимание: Экран доходит почти до самого наконечника. Не должно быть под пальцами значительного по площади открытого участка центральной жилы, иначе вы будете любоваться наводками с рук на дисплее ослика.

Специально для сайта Радиосхемы — Тришин А.О. Г. Комсомольск-на Амуре. Август 2018 г.