Faz algum sentido usar uma entrada de 50Ω com sonda de escopo 10X?

Estou no ponto do meu aprendizado em que se descobre que a configuração de medição para um escopo nas frequências de RF está um pouco mais envolvida do que eu pensava :)

• Vejo a importância de pensar na entrada da sonda + escopo como um circuito / esquema próprio.

• Entendo que e formam um divisor capacitivo que domina quando as frequências chegam à faixa de MHz e até um pouco abaixo.$C_p$$C_{in}$

• Entendo que o uso de tranças moídas constitui um convite direto para o diabo entrar e fazer com que seus rastros de mentiras mentam para você até você ficar louco. Alguma outra conexão de aterramento, com um tamanho de loop medido em milímetros, é essencial.

• Entendo que a impedância característica do cabo coaxial que conecta a sonda ao osciloscópio é de 50Ω. Além disso, entendo que, quando a impedância de entrada do osciloscópio não é de 50Ω, uma parte do sinal é refletida de volta, mas acho que estou um pouco confuso nesse bit, porque geralmente não parece ser um problema.

Até agora, na minha exploração de ficar mais sofisticado com a instalação da sonda, fiz as medições de corrente soldando o cabo coaxial diretamente a um resistor de 1Ω e colocando-o no caminho atual; havia na ordem de 100mA de pico naquele circuito conversor de impulso auto-oscilante, mas tinha uma forma de onda complexa o suficiente para ser interessante e instrutiva. Era uma bagunça barulhenta e espetada sem o terminador de passagem de 50Ω, mas ficou realmente limpo com ele. Estou pensando que a última era a forma de onda "verdadeira", mas não tenho evidências corroboradoras até agora. Foi definitivamente melhor olhar :)

Definitivamente, estou vendo o benefício de usar um caminho de sinal de 50Ω (acredito que sou assim mesmo :). Mas é claro que nem todas as situações são de impedância super baixa, como aquela que se pergunta se existe algum lugar para entrada de 50 ohm em situações em que um pode preferir não carregar tanto o circuito.

Pensando bem, estou inclinado a acreditar que usar uma entrada de 50Ω (passagem ou embutida) com uma sonda de 10X equivale a fazer uma sonda de meio milhão de X na DC, o que não seria muito útil, é claro .

Existem aplicativos onde isso realmente faz sentido?

Uma sonda de escopo passivo de alta impedância trata o cabo como um capacitor, em vez de tratá-lo como uma linha de transmissão. A capacitância de compensação na sonda equilibra (com o fator de escala apropriado) a capacitância do cabo e a capacitância da entrada do osciloscópio.

O cabo em uma sonda de alta impedância de alta impedância é especial, não é um cabo coaxial normal de 50 ohm. O cabo especial, juntamente com os comprimentos relativamente curtos dos cabos das pontas de prova, significa que eles podem ser tratados com um capacitor de até 100 MHz ou mais, muito além disso, e as pontas de prova passivas de escopo passivo de alta impedância tradicionais não funcionam muito bem.

O uso de uma sonda de 10x projetada para uma entrada de escopo de 1 megohm em uma entrada de escopo de 50 ohm não faz muito sentido.

A alternativa à detecção de osciloscópio de alta impedância é executar uma linha de 50 ohms no osciloscópio e executar o osciloscópio no modo de 50 ohms (ou use um terminador em linha se o seu osciloscópio for muito barato para ter uma opção de 50 ohms). Os capacitores de compensação não são mais necessários.

Se 50 ohms for muito baixo para sua aplicação, você poderá adicionar um resistor em série no ponto de medição. Por exemplo, a adição de um resistor de 450 ohm forneceria uma sonda x10 com uma impedância de entrada de 500 ohm. A adição de um resistor de 4950 ohm forneceria uma sonda x100 com uma impedância de entrada de 5 kilohm.

O melhor da sondagem de baixa impedância é que você não precisa de capacitância de compensação e a linha de volta ao escopo é uma linha regular de 50 ohm. Portanto, é muito mais fácil integrar a detecção de baixa impedância ao seu projeto do que integrar a detecção de alta impedância.

As sondas 10X (que geralmente têm 10 megohms de resistência de entrada) são usadas para diminuir a carga em um circuito. No entanto, eles são úteis apenas para frequências em que a impedância da capacitância de entrada (geralmente cerca de 10 picofarads) não é muito baixa. Observe que a impedância de 10 picofarads a 100 MHz é de apenas cerca de 159 ohms. Assim, os 10 megaohms de resistência da sonda são relativamente inúteis. Nessas frequências, a maioria dos circuitos é projetada para 50 ohms. Assim, a maioria dos osciloscópios de alta frequência possui duas entradas: alta impedância (geralmente 1 megaohm) e baixa impedância (50 ohms). Existem terminações de alimentação de 50 ohm que podem ser usadas com osciloscópios que não possuem uma terminação interna de 50 ohm.