Тестовый зонд - Test probe

Типичный пассивный пробник осциллографа, используемый для проверки Интегральная схема.

А тестовый зонд физическое устройство, используемое для подключения электронное испытательное оборудование к тестируемое устройство (DUT). Испытательные пробники варьируются от очень простых, надежных устройств до сложных, сложных, дорогих и хрупких. Конкретные типы включают тестовые подсказки, щупы осциллографа и токовые зонды. Пробник часто поставляется в виде тестовый провод, который включает в себя зонд, кабель и оконечный соединитель.

Напряжение

Датчики напряжения используются для измерения напряжений, присутствующих на тестируемом устройстве. Для достижения высокой точности измерительный прибор и его зонд не должны существенно влиять на измеряемое напряжение. Это достигается за счет того, что комбинация прибора и пробника демонстрирует достаточно высокий импеданс, который не будет нагружать тестируемое устройство. Для измерений переменного тока реактивная составляющая импеданса может быть более важной, чем резистивная.

Простые тестовые провода

Пара простых измерительных проводов

Типичный вольтметр зонд состоит из одного провода тестовый провод который имеет на одном конце разъем, который подходит к вольтметру, а на другом конце - жесткий трубчатый пластиковый участок, который содержит как ручку, так и корпус зонда. Ручка позволяет человеку удерживать и направлять зонд, не влияя на измерения (становясь частью электрической цепи) или подвергаясь опасному напряжению, которое может вызвать поражение электрическим током. Внутри корпуса зонда провод подсоединяется к жесткому заостренному металлическому наконечнику, который контактирует с ИУ. Некоторые зонды позволяют зажим из кожи аллигатора быть прикрепленным к наконечнику, что позволяет прикрепить зонд к тестируемому устройству, чтобы его не нужно было удерживать на месте.

Измерительные провода обычно изготавливаются из тонкопроволочного провода, чтобы они оставались гибкими, сечения проводов, достаточных для проведения нескольких ампер электрический ток. Изоляция должна быть гибкой и иметь напряжение пробоя выше максимального входного напряжения вольтметра. Множество тонких жил и толстая изоляция делают провод толще, чем обычный соединительный провод.

Два пробника используются вместе для измерения напряжения, тока и двухконтактных компонентов, таких как резисторы и конденсаторы. При проведении измерений постоянного тока необходимо знать, какой датчик положительный, а какой отрицательный, поэтому по соглашению зонды окрашиваются в красный цвет для положительного и черного для отрицательного. В зависимости от требуемой точности они могут использоваться с частотами сигнала от постоянного до нескольких килогерц.

При необходимости проведения чувствительных измерений (например, при очень низком напряжении или очень низком или очень высоком сопротивлении) экраны, ограждения и такие методы, как четырехконтактные Кельвинское зондирование (с использованием отдельных проводов для передачи измерительного тока и измерения напряжения).

Щупы для пинцета

Пинцет

Щупы для пинцета - это пара простых щупов, прикрепленных к пинцет механизм, управляемый одной рукой, для измерения напряжений или других параметров электронных схем между близко расположенными контактами.

Булавки Pogo

Пружинные зонды (также известные как "пого булавки ") - подпружиненные штифты, используемые в электрических испытательные приспособления для контакта с контрольными точками, выводами компонентов и другими проводящими элементами DUT (тестируемого устройства). Эти датчики обычно запрессовываются в гнезда для датчиков, чтобы их можно было легко заменить на испытательные приспособления которые могут оставаться в эксплуатации в течение десятилетий, тестируя тысячи DUT в автоматическое испытательное оборудование.

Пробники осциллографа

Осциллографы отображают мгновенную форму колебаний электрических величин, в отличие от других приборов, которые выдают числовые значения относительно стабильных величин.

Пробники делятся на две основные категории: пассивные и активные. Пассивные пробники не содержат активных электронных частей, таких как транзисторы, поэтому они не требуют внешнего питания.

Из-за того, что часто используются высокие частоты, осциллографы обычно не используйте простые провода («гибкие выводы») для подключения к ИУ. Подвижные провода могут улавливать помехи, поэтому они не подходят для сигналов низкого уровня. Кроме того, индуктивность выводов делает их непригодными для высокочастотных сигналов. Вместо этого конкретный зонд используется, который использует коаксиальный кабель для передачи сигнала с наконечника щупа на осциллограф. Этот кабель имеет два основных преимущества: он защищает сигнал от внешних электромагнитных помех, повышая точность сигналов низкого уровня; и он имеет более низкую индуктивность, чем гибкие выводы, что делает зонд более точным для высокочастотных сигналов.

Хотя коаксиальный кабель имеет более низкую индуктивность, чем гибкие выводы, он имеет более высокую емкость: типичный кабель с сопротивлением 50 Ом имеет около 90 пФ на метр. Следовательно, прямой (1x) коаксиальный пробник с высоким импедансом длиной один метр может нагружать цепь емкостью около 110 пФ и сопротивлением 1 МОм.

Пробники осциллографов характеризуются своим частотным пределом, когда амплитудная характеристика упала на 3 дБ, и / или их время нарастания ${displaystyle t_{r}}$. Они связаны как (в круглых цифрах)

${displaystyle f_{3dB}=0.35/t_{r}}$

Таким образом, пробник с частотой 50 МГц имеет время нарастания 7 нс. Отклик комбинации осциллографа и пробника определяется выражением

${displaystyle t_{r}(combined)={sqrt {t_{r}(probe)^{2}+t_{r}(scope)^{2}}}}$

Например, пробник на 50 МГц, питающий осциллограф на 50 МГц, даст систему на 35 МГц. Следовательно, выгодно использовать пробник с более высоким пределом частоты, чтобы минимизировать влияние на общий отклик системы.

Пассивные зонды

Пассивный пробник осциллографа с переключателем на рукоятке пробника, который выбирает ослабление 1 × или 10 ×

Чтобы минимизировать нагрузку, используются зонды аттенюатора (например, 10-кратные зонды). В типичном пробнике используется последовательный резистор 9 МОм, зашунтированный конденсатором малой емкости для создания RC-компенсированного делителя с емкостью кабеля и входом осциллографа. Постоянные времени RC настроены для соответствия. Например, резистор серии 9 МОм шунтируется конденсатором 12,2 пФ на постоянную времени 110 микросекунд. Емкость кабеля 90 пФ параллельно входу осциллографа 20 пФ (общая емкость 110 пФ) и 1 МОм также дает постоянную времени 110 микросекунд. На практике будет корректировка, чтобы оператор мог точно согласовать низкочастотную постоянную времени (так называемая компенсация датчика). Согласование постоянных времени делает затухание независимым от частоты. На низких частотах (где сопротивление р намного меньше реактивного сопротивления C) схема имеет вид резистивного делителя; на более высоких частотах (сопротивление намного больше реактивного) схема выглядит как емкостной делитель.^[1]

В результате получился пробник с частотной компенсацией для умеренных частот, который представляет нагрузку около 10 МОм, шунтированную на 12 пФ. Хотя такой пробник является усовершенствованием, он не работает, когда шкала времени сокращается до нескольких времен прохождения кабеля (время прохождения обычно составляет 5 нс). В этот период времени кабель выглядит как его характеристический импеданс, и будут отражения от несоответствия линии передачи на входе осциллографа и датчика, вызывающего звон.^[2] В современном осциллографе используются линии передачи с низкой емкостью и сложные схемы формирования частоты, благодаря которым пробник 10x хорошо работает на частотах в несколько сотен мегагерц. Следовательно, есть другие корректировки для завершения компенсации.^[3][4][5]

Непосредственно подключенный измерительный щуп (так называемый 1-кратный пробник) создает нежелательную емкость выводов в проверяемой цепи. Для типичного коаксиальный кабель, нагрузка составляет порядка 100 пФ на метр (длина типичного измерительного провода).

Аттенюаторные щупы минимизируют емкостную нагрузку с помощью аттенюатора, но уменьшают величину сигнала, подаваемого на прибор. Аттенюатор в 10 раз уменьшит емкостную нагрузку примерно в 10 раз. Аттенюатор должен иметь точное соотношение во всем диапазоне интересующих частот; входной импеданс прибора становится частью аттенюатора. Аттенюатор постоянного тока с резистивным делителем дополнен конденсаторами, так что частотная характеристика предсказуема во всем интересующем диапазоне.^[6]

Метод согласования постоянной времени RC работает до тех пор, пока время прохождения экранированного кабеля намного меньше интересующей временной шкалы. Это означает, что экранированный кабель можно рассматривать как сосредоточенный конденсатор, а не как катушку индуктивности. Время прохождения по 1-метровому кабелю составляет около 5 нс. Следовательно, эти пробники будут работать до нескольких мегагерц, но после этого эффекты линии передачи вызовут проблемы.

На высоких частотах сопротивление зонда будет низким.^[7]

В наиболее распространенной конструкции резистор 9 МОм вставлен последовательно с наконечником пробника. Затем сигнал передается от головки пробника к осциллографу по специальному коаксиальному кабелю с потерями, который разработан для минимизации емкость и звон. Изобретение этого кабеля прослежено^[8] Джону Коббе, инженеру, работающему на Tektronix. Резистор служит для минимизации нагрузки, которую емкость кабеля может оказывать на ИУ. Последовательно с нормальным входным сопротивлением осциллографа 1 МОм резистор 9 МОм создает делитель напряжения в 10 раз, поэтому такие пробники обычно называют низкая шапка (акитанс) зонды или 10× зонды, часто с буквой Икс или же Икс вместо знака умножения, о котором обычно говорят как о «пробе, умноженной на десять».

Поскольку вход осциллографа имеет некоторую паразитную емкость параллельно с сопротивлением 1 МОм, резистор 9 МОм также должен быть шунтирован конденсатором, чтобы предотвратить его образование серьезного RC. фильтр нижних частот с паразитной емкостью прицела. Величина байпасной емкости должна быть тщательно согласована с входной емкостью осциллографа, чтобы конденсаторы также образовывали делитель напряжения в 10 раз. Таким образом, пробник обеспечивает равномерное 10-кратное ослабление от постоянного тока (с ослаблением, обеспечиваемым резисторами) до очень высоких частот переменного тока (с ослаблением, обеспечиваемым конденсаторами).

Раньше байпасный конденсатор в головке пробника можно было регулировать (для достижения этого 10-кратного ослабления). Более современные конструкции датчиков используют обработанный лазером толстопленочный электронная схема в головке, которая объединяет резистор 9 МОм с байпасным конденсатором фиксированной емкости; Затем они подключают небольшой регулируемый конденсатор параллельно входной емкости осциллографа. В любом случае пробник необходимо настроить так, чтобы он обеспечивал равномерное затухание на всех частотах. Это называется компенсация зонда. Компенсация обычно выполняется путем измерения частоты 1 кГц. прямоугольная волна и регулируют компенсирующий конденсатор до тех пор, пока осциллограф не будет отображать наиболее прямоугольную форму волны. Большинство осциллографов имеют источник калибровки 1 кГц на передней панели, поскольку компенсация пробника должна выполняться каждый раз, когда пробник 10: 1 подключается к входу осциллографа. Новые и более быстрые датчики имеют более сложные механизмы компенсации и иногда могут потребовать дополнительных настроек.

Также доступны 100-кратные пассивные пробники, а также некоторые конструкции, предназначенные для использования при очень высоких напряжениях (до 25 кВ).

Пассивные пробники обычно подключаются к осциллографу через Разъем BNC. Большинство пробников 10 × эквивалентны нагрузке около 10-15 пФ и 10 МОм на ИУ, в то время как пробники 100 × обычно имеют нагрузку 100 МОм и меньшую емкость и, следовательно, меньше нагружают схему.

Зонды Lo Z

Z₀ пробники - это специализированный тип пассивных пробников с малой емкостью, используемых в низкоомный, сверхвысокочастотные цепи. Они похожи по конструкции на 10-кратные пассивные пробники, но имеют гораздо более низкие уровни импеданса. Кабели пробников обычно имеют характеристический импеданс 50 Ом и подключаются к осциллографам с согласованным входным сопротивлением 50 Ом (а не 1 МОм). Пробники осциллографа с высоким сопротивлением разработаны для обычного осциллографа с сопротивлением 1 МОм, но входное сопротивление 1 МОм соответствует только низкой частоте; входной импеданс не является постоянным 1 МОм в полосе пропускания пробника, а скорее уменьшается с частотой. Например, входное сопротивление Tektronix P6139A начинает падать выше 10 кГц и составляет около 100 Ом на частоте 100 МГц.^[9] Для высокочастотных сигналов необходим другой метод пробника.

Высокочастотный осциллограф имеет согласованную нагрузку (обычно 50 Ом) на входе, что сводит к минимуму отражения на осциллографе. Зондирование с помощью соответствующей линии передачи на 50 Ом обеспечит высокочастотные характеристики, но приведет к чрезмерной нагрузке на большинство цепей. Аттенюатор (резистивный делитель) можно использовать для минимизации нагрузки. На наконечнике этих пробников используется последовательный резистор 450 Ом (для 10-кратного ослабления) или 950 Ом (для 20-кратного ослабления).^[10][11] Tektronix продает пробник с делителем 10 × с полосой пропускания 9 ГГц с последовательным резистором 450 Ом.^{[12][неудачная проверка ]} Эти пробники также называются пробниками с резистивным делителем, поскольку линия передачи 50 Ом представляет собой чисто резистивную нагрузку.

В Z₀ название относится к характеристическое сопротивление осциллографа и кабеля. Согласованные импедансы обеспечивают лучшие высокочастотные характеристики, чем может достичь непревзойденный пассивный пробник, но за счет низкой нагрузки 500 Ом, обеспечиваемой наконечником пробника для ИУ. Паразитная емкость на наконечнике пробника очень мала, поэтому для очень высокочастотных сигналов Z₀ зонд может предложить ниже нагрузки, чем любой зонд hi-Z и даже много активных зондов.^[13]

В принципе, этот тип пробника может использоваться на любой частоте, но при постоянном токе и более низких частотах цепи часто имеют высокие импедансы, которые были бы неприемлемо нагружены низким импедансом пробника 500 или 1000 Ом. Паразитные импедансы ограничивают работу высокочастотных цепей с низким импедансом, поэтому импеданс пробника представляет меньшую проблему.

Пробники активного прицела

Активные зонды осциллографа используют высокоомный высокочастотный усилитель мощности установленный в головке зонда, и экранированный провод. Назначение усилителя - не усиление, а изоляция (буферизация) между тестируемой схемой, осциллографом и кабелем, загрузка схемы только малой емкостью и высоким сопротивлением постоянному току и согласование входа осциллографа. Активные пробники обычно воспринимаются тестируемой схемой как емкость 1 пикофарад или меньше, подключенная параллельно с сопротивлением 1 МОм. Пробники подключаются к осциллографу с помощью кабеля, соответствующего характеристическому сопротивлению входа осциллографа. Активные пробники на основе трубок использовались до появления высокочастотных твердотельная электроника, используя небольшой вакуумная труба в качестве катодный повторитель усилитель мощности.

У активных пробников есть несколько недостатков, которые не позволяют им заменять пассивные пробники для всех приложений:

• Они в несколько раз дороже пассивных пробников.
• Им требуется питание (но обычно оно подается от осциллографа).
• Их динамический диапазон ограничен, иногда от 3 до 5 вольт, и они могут быть повреждены перенапряжением, вызванным сигналом или сигналом. электростатический разряд.

Многие активные пробники позволяют пользователю вводить напряжение смещения, чтобы можно было измерять напряжения с чрезмерным уровнем постоянного тока. Общий динамический диапазон по-прежнему ограничен, но пользователь может настроить его центральную точку так, чтобы можно было измерять напряжения в диапазоне, например, от нуля до пяти вольт, а не от -2,5 до +2,5.

Из-за присущего им низкого номинального напряжения нет необходимости в обеспечении высоковольтной изоляции для безопасности оператора. Это позволяет головкам активных пробников быть чрезвычайно маленькими, что делает их очень удобными для использования с современными электронными схемами высокой плотности.

Пассивные пробники и скромная конструкция активных пробников обсуждаются в примечании к применению Уильямса.^[14]

Tektronix P6201 - это ранний активный пробник на полевых транзисторах от постоянного тока до 900 МГц.^[15]

На экстремально высоких частотах современный цифровой осциллограф требует, чтобы пользователь припаял предусилитель к тестируемому устройству, чтобы получить производительность 50 ГГц / с на частоте 20 ГГц.^[16]

Дифференциальные зонды

Дифференциальные пробники оптимизированы для сбора дифференциальные сигналы. Чтобы максимизировать коэффициент подавления синфазного сигнала (CMRR) дифференциальные пробники должны обеспечивать два пути прохождения сигнала, которые должны быть как можно более идентичными, согласованными по общему затуханию, частотной характеристике и временной задержке.

В прошлом это было сделано путем разработки пассивных пробников с двумя трактами прохождения сигнала, требующих дифференциальный усилитель столик на или рядом с осциллографом. (Очень немногие первые пробники устанавливали дифференциальный усилитель в довольно громоздкую головку пробника с использованием вакуумных трубок.) С развитием твердотельной электроники стало практичным помещать дифференциальный усилитель непосредственно в головку пробника, что значительно снизило требования к остальная часть пути прохождения сигнала (поскольку теперь она становится несимметричной, а не дифференциальной, и необходимость согласования параметров на пути прохождения сигнала устранена). Современный дифференциальный пробник обычно имеет два металлических удлинителя, которые оператор может регулировать для одновременного касания двух соответствующих точек на ИУ. Таким образом становится возможным очень высокий CMRR.

Дополнительные характеристики датчика

Все сферы применения зонды содержат некоторое средство для заземления (заземления) зонда к опорному напряжению схемы. Обычно это достигается путем подключения очень короткого гибкого провода от головки датчика к земле. Индуктивность в заземляющем проводе может привести к искажению наблюдаемого сигнала, поэтому этот провод должен быть как можно короче. В некоторых пробниках вместо любого провода используется небольшая ножка для заземления, поэтому длина заземляющего соединения составляет всего 10 мм.

Большинство датчиков позволяют устанавливать различные «насадки». Заостренный наконечник является наиболее распространенным, но также часто используется зонд для захвата или «испытательный крючок» с загнутым концом, который можно закрепить на контрольной точке. Наконечники с небольшой пластиковой изолирующей ножкой с углублениями могут облегчить зондирование с очень мелким шагом интегральные схемы; углубления совпадают с шагом выводов интегральной схемы, стабилизируя зонд от тряски руки пользователя и тем самым помогая поддерживать контакт с желаемым штифтом. Различные стили ножек подходят для разных шагов выводов IC. Различные типы наконечников также могут использоваться для датчиков для других инструментов.

Некоторые датчики содержат кнопку. Нажатие кнопки либо отключит сигнал (и отправит сигнал заземления в «осциллограф»), либо заставит осциллограф идентифицировать трассу каким-либо другим способом. Эта функция очень полезна при одновременном использовании более чем одного датчика, поскольку позволяет пользователю сопоставлять датчики и кривые на экране осциллографа.

Некоторые конструкции пробников имеют дополнительные контакты, окружающие BNC, или используют более сложный разъем, чем BNC. Эти дополнительные соединения позволяют пробнику сообщать осциллографу о коэффициенте затухания (10 ×, 100 ×, другое). Затем осциллограф может настроить свои пользовательские дисплеи для автоматического учета затухания и других факторов, вызванных пробником. Эти дополнительные контакты также могут использоваться для питания активных пробников.

Некоторые датчики × 10 имеют переключатель «× 1 / × 10». Положение «× 1» обходит аттенюатор и компенсирующую сеть и может использоваться при работе с очень слабыми сигналами, которые были бы ниже предела чувствительности осциллографа при ослаблении на × 10.

Взаимозаменяемость

Благодаря стандартизированной конструкции пассивные пробники (включая Z₀ пробники) любого производителя обычно можно использовать с любым осциллографом (хотя специальные функции, такие как автоматическая настройка показаний, могут не работать). Пассивные пробники с делителями напряжения могут быть несовместимы с конкретным осциллографом. Конденсатор регулировки компенсации допускает компенсацию только в небольшом диапазоне значений входной емкости осциллографа. Диапазон компенсации пробника должен соответствовать входной емкости осциллографа.

С другой стороны, активные пробники почти всегда зависят от производителя из-за требований к питанию, регуляторов напряжения смещения и т. Д. Производители пробников иногда предлагают внешние усилители или подключаемые адаптеры питания переменного тока, которые позволяют использовать их пробники с любым осциллографом.

Высоковольтные пробники

Пробник с резистивным делителем высокого напряжения на напряжение до 50 кВ. Наконечник зонда состоит из корона мяч, который предотвращает коронный разряд и дугу за счет распределения градиента электрического поля.

А зонд высокого напряжения позволяет обычному вольтметру измерять напряжения, которые в противном случае были бы слишком высокими для измерения или даже разрушительными. Это достигается за счет снижения входного напряжения до безопасного измеримого уровня с точностью делитель напряжения цепь внутри корпуса зонда.

Датчики, рассчитанные на напряжение до 100 кВ, обычно используют резистор делитель напряжения, с входным сопротивлением в сотни или тысячи мегоммы чтобы минимизировать нагрузку на цепь. Высокая линейность и точность достигается за счет использования резисторов с чрезвычайно низкими коэффициентами напряжения в согласованных наборах, которые поддерживают постоянный и точный коэффициент делителя при рабочей температуре зонда. Вольтметры имеют входное сопротивление, которое эффективно изменяет коэффициент делителя пробника, и паразитная емкость который в сочетании с сопротивлением зонда образует RC схема; они могут легко снизить точность постоянного и переменного тока, соответственно, если их не компенсировать. Чтобы смягчить эти эффекты, пробники делителя напряжения обычно включают дополнительные компоненты, которые улучшают частотную характеристику и позволяют калибровать их для различных нагрузок измерителя.

Еще более высокие напряжения могут быть измерены с помощью пробников конденсаторного делителя, хотя больший физический размер и другие механические характеристики (например, кольца короны ) этих устройств часто не позволяет использовать их в качестве переносных датчиков.

Текущие зонды

А токовый зонд генерирует напряжение, пропорциональное току в измеряемой цепи; Поскольку известна константа пропорциональности, приборы, реагирующие на напряжение, могут быть откалиброваны для индикации тока. Токовые пробники могут использоваться как в измерительных приборах, так и в осциллографах.

Резистор отбора проб

Классический токовый пробник представляет собой резистор с низким номиналом («резистор выборки» или «токовый шунт»), вставленный на пути тока. Ток определяется путем измерения падения напряжения на резисторе и использования Закон Ома. (Свадьба и Роберж, 1969, п. 152.) Сопротивление выборки должно быть достаточно малым, чтобы существенно не влиять на работу схемы, но достаточно большим, чтобы обеспечить хорошее считывание. Метод действителен для измерений как переменного, так и постоянного тока. Недостатком этого метода является необходимость разрыва цепи для введения шунта. Другой проблемой является измерение напряжения на шунте при наличии синфазных напряжений; необходимо измерение дифференциального напряжения.

Датчики переменного тока

Переменные токи относительно легко измерить, поскольку можно использовать трансформаторы. трансформатор тока обычно используется для измерения переменных токов. Измеряемый ток пропускается через первичную обмотку (часто один виток), а ток через вторичную обмотку определяется путем измерения напряжения на резисторе измерения тока (или «нагрузочном резисторе»). Вторичная обмотка имеет нагрузочный резистор для установки шкалы тока. Свойства трансформатора дают много преимуществ. Трансформатор тока отклоняет синфазные напряжения, поэтому точное несимметричное измерение напряжения может быть выполнено на заземленной вторичной обмотке. Эффективное последовательное сопротивление ${displaystyle R_{s}}$ первичной обмотки устанавливается нагрузочным резистором на вторичной обмотке. ${displaystyle R}$ и коэффициент трансформации трансформатора ${displaystyle N}$, куда: ${displaystyle R_{s}=R/N^{2}}$.

Сердечник некоторых трансформаторов тока разъемный и шарнирный; он открывается и обрезается вокруг провода для обнаружения, а затем закрывается, что делает ненужным освобождение одного конца проводника и продевание его через сердечник.

Еще одна клипса - это Пояс Роговского. Это магнитно-сбалансированная катушка, которая измеряет ток путем электронной оценки линейного интеграла вокруг тока.

Высокочастотные малосигнальные пассивные токовые пробники обычно имеют частотный диапазон от нескольких килогерц до более 100 МГц. Tektronix P6022 имеет диапазон от 935 Гц до 200 МГц. (Tektronix 1983 г., п. 435)

Датчики постоянного тока

Трансформаторы нельзя использовать для проверки постоянный ток (ОКРУГ КОЛУМБИЯ).

Некоторые конструкции датчиков постоянного тока используют нелинейные свойства магнитного материала для измерения постоянного тока.

Другие датчики тока используют эффект Холла датчики для измерения магнитное поле вокруг проволоки, произведенной электрический ток через провод без необходимости прерывания цепи для установки зонда. Они доступны как для вольтметров, так и для осциллографов. Большинство токовых пробников являются автономными, питаются от батареи или прибора, но некоторые требуют использования внешнего усилителя. (Смотрите также: Токоизмерительные клещи )

Гибридные пробники постоянного и переменного тока

В более совершенных токовых пробниках датчик Холла сочетается с трансформатором тока. Датчик на эффекте Холла измеряет постоянную и низкочастотную составляющие сигнала, а трансформатор тока измеряет высокочастотные составляющие. Эти сигналы объединяются в схеме усилителя, чтобы получить широкополосный сигнал от постоянного тока до более 50 МГц. (Свадьба и Роберж, 1969, п. 154) Комбинация токового пробника Tektronix A6302 и усилителя AM503 является примером такой системы. (Tektronix 1983 г., п. 375) (Tektronix 1998, п. 571)

Зонды ближнего поля

Пробники ближнего поля позволяют измерять электромагнитное поле. Они обычно используются для измерения электрических шум и другие нежелательные электромагнитное излучение от DUT, хотя их также можно использовать для слежения за работой DUT без особого загрузка в схему.

Они обычно связаны с анализаторы спектра.

Датчики температуры

Зонд термопары

Датчики температуры используются для контактных измерений температуры поверхности. В них используется датчик температуры, такой как термистор, термопара, или же RTD, чтобы создать напряжение, которое зависит от температуры. В случае датчиков термистора и RTD датчик необходимо электрически стимулировать для создания напряжения, тогда как датчики термопары не требуют стимуляции, потому что термопара будет независимо создавать выходное напряжение.

Иногда вольтметры могут использоваться для измерения датчиков температуры, но эта задача обычно делегируется специализированным приборам, которые будут стимулировать датчик датчика (при необходимости), измерять выходное напряжение датчика и преобразовывать напряжение в единицы измерения температуры.

Демодуляторные зонды

Для измерения или отображения модулирующего сигнала модулированный высокочастотный сигнал - например, амплитудно-модулированный радиосигнал - зонд, снабженный простым диод демодулятор может быть использован.Пробник выдаст модулирующий сигнал без высокочастотного перевозчик.

Смотрите также

• Зонд Ленгмюра, используется для измерения электрического потенциала, электронной температуры и плотности плазмы.

Логические зонды

Основная статья: Логический зонд

Логический зонд используется для наблюдения цифровые сигналы.

Рекомендации

1. Wedlock, Брюс Д .; Роберж, Джеймс К. (1969), Электронные компоненты и измерения, Прентис-Холл, ISBN  0-13-250464-2
2. США 2883619, Коббе, Джон Р. и Уильям Дж. Политс, «Электрический зонд», выпущенный 21 апреля 1959 г. 
3. Tektronix 1983 г., п. 426; Tek утверждает, что резистивный коаксиальный кабель 300 МГц при 30 пФ на метр; схема имеет 5 корректировок.
4. США 3532982, Zeidlhack, Donald F. & Richard K. White, "Transmission Line Termination Circuit", опубликовано 6 октября 1970 г. 
5. Форд, Дуг (октябрь 2009 г.), "Тайный мир пробников осциллографов" (PDF), Кремниевый чип, Silicon Chip Publications: 16–23
6. Свадьба и Роберж, 1969, стр. 150–152
7. Руководства по эксплуатации пробников Tektronix, показывающие спад импеданса пробника 6 дБ / октаву. Угловая частота связана с постоянной времени на входе осциллографа. 1M 20 пФ - 20 мкс - 50 кР / с - 8 кГц.
8. Дуг Форд "Тайный мир осциллографических пробников ", Кремниевый чип журнал, октябрь 2009 г., дата обращения 19.10.2016.
9. P6139A Пассивный пробник 10X, Руководство по эксплуатации, Tektronix, без даты, стр. 5, 063-0870-05
10. *Джонсон, Говард У .; Грэм, Мартин (1993), Высокоскоростной цифровой дизайн: справочник по черной магии, Прентис-Холл, стр. 98, ISBN  978-0-13-395724-2
11. Уильямс, Джим; Биби, Дэвид (январь 2009 г.), Вызванные временем включения диодов сбои в коммутационных регуляторах: еще никогда не возникало столько проблем с таким количеством клемм (PDF), Замечания по применению, Линейная технология, Приложение C: О Z₀ Зонды, AN122f, Если R1 равно 450 Ом, получаем 10-кратное затухание и входное сопротивление 500 Ом. R1 в 4950 Ом вызывает 100-кратное затухание при входном сопротивлении 5 кОм. Линия 50 Ом теоретически представляет собой среду передачи с большим количеством искажений. Кажущаяся простота, казалось бы, допускает конструкцию «своими руками», но остальные рисунки в этом разделе демонстрируют необходимость осторожности.
12. http://www2.tek.com/cmswpt/psdetails.lotr?ct=PS&cs=psu&ci=13511&lc=EN
13. http://sigcon.com/Pubs/news/5_4.htm
14. Уильямс 1991. Использование зондов, стр. 8–10; Приложение A: Азбука пробников, стр.69–81, Tektronix. Приложение E: Сверхбыстрый пробник с высоким сопротивлением, стр. 96–97, описывает активный пробник с полосой пропускания 58 МГц.
15. http://www.tek.com/datasheet/active-fet-probes
16. Семинар Tektronix по дизайну, 27 октября 2009 г. Пробник Tektronix P75TRLST с паяным наконечником для MSO70000. Кроме того, осциллограф компенсирует неизбежные потери и групповую задержку в кабеле.

• Tektronix (1983), Тек продукты, Tektronix
• Tektronix (1998), Каталог измерительной продукции 1998/1999, Tektronix
• Уильямс, Джим (Август 1991 г.), Методы высокоскоростного усилителя: помощник разработчика в широкополосных схемах (PDF), Замечания по применению, Линейная технология, AN-47

внешняя ссылка

• Азбука зондов Праймер | Tektronix