A primeira etapa para selecionar a pronta de prova certa é analisar a tarefa de medição. O circuito a ser testado está conectado ao aterramento (ou seja, é necessária uma ponta de prova diferencial ou de terminação simples)? Qual é a frequência máxima possível do sinal (que largura de banda é necessária)? Qual é a tensão de entrada máxima que pode ocorrer?
Medição de diferencial ou terminação única
Pontas de prova diferenciais são necessárias quando o circuito a ser testado não está conectado ao aterramento, para fazer medições de tensão em fontes de alimentação comutadas, por exemplo, ou para medições de baixo ruído entre sinais diferenciais. Embora não haja motivo físico para não usar uma ponta de prova diferencial em um circuito conectado ao aterramento, nessas circunstâncias, o desempenho de uma ponta de prova de terminação única será superior: uma maior impedância de entrada, uma menor capacitância de entrada e um intervalo dinâmico mais amplo.
Largura de banda e tempo de elevação
A largura de banda é um dos parâmetros mais importantes ao selecionar uma ponta de prova. Ela define a frequência máxima efetiva que pode ser medida com precisão com a ponta de prova; à frequência máxima especificada, um sinal será exibido mais de 3 dB (aprox. 30%) mais fraco do que realmente é. Para uma representação de sinal precisa, a frequência máxima do osciloscópio e da ponta de prova devem ser significativamente maiores do que a frequência mais alta a ser medida. Ao medir sinais digitais, a largura de banda de medição deve ser três a cinco vezes maior do que a taxa de clock. Para depurar um design digital, uma largura de banda três vezes maior é suficiente. Para testes de conformidade em interfaces digitais, a largura de banda deve ser cinco vezes maior do que a taxa de clock.
Ao medir sinais de elevação rápida (que aparecem com inclinações íngremes na tela do osciloscópio), como ao caracterizar fontes de alimentação comutadas, o parâmetro crítico é o tempo de elevação do osciloscópio e da ponta de prova. Para medições precisas, o tempo de elevação deve ser três a cinco vezes menor do que o tempo de elevação do pulso que está sendo medido.
Faixa dinâmica
O intervalo dinâmico de uma ponta de prova define a tensão de entrada mensurável máxima. É especificado para tensão CC e costuma diminuir conforme a frequência de sinal aumenta. Para pontas de prova diferenciais, é feita uma distinção entre o intervalo dinâmico do modo comum e do modo diferencial. O intervalo dinâmico do modo comum especifica o intervalo de tensão de entrada válido para uma única entrada diferencial medida com referência ao aterramento. O intervalo dinâmico do modo diferencial especifica a tensão diferencial de entrada mensurável máxima.
Para medir com precisão sinais de grande amplitude com tempos rápidos de elevação/queda, um intervalo dinâmico suficientemente amplo deve estar disponível a altas frequências de medição. Ao medir o ripple residual das fontes de alimentação comutadas CC, sinais muito pequenos com um componente CC grande também devem ser medidos. Para tornar a resolução do conversor A/D total disponível, pontas de prova modernas têm a opção de alimentarem um desvio CC.
Em caso de pontas de prova de alta tensão, a segurança do operador é uma consideração importante. Por isso, pontas de prova de alta tensão têm isolamento especial e outros mecanismos protetores para proteção contra contato acidental. Essas pontas de prova são caracterizadas pela tensão máxima de aterramento e também pela categoria de medição. A categoria de medição define os ambientes de medição em que o operador está protegido. Uma ponta de prova pode ser usada apenas nas categorias de medição para as quais foi definida.
Carga no dispositivo em teste
Um sistema de medição não deve carregar excessivamente o circuito em teste, tanto para prevenir a degradação dos sinais quanto para garantir que o funcionamento do dispositivo em teste não seja afetado. O segredo é usar pontas de prova com uma alta impedância de entrada e uma baixa capacitância de entrada. A impedância de entrada resultante depende muito da frequência e costuma ser menor que 500 Ω à frequência de corte da ponta de prova.
Pontas de prova passivas geralmente têm uma impedância de entrada de 10 MΩ e uma capacitância de entrada de mais de 10 pF. Pontas de prova ativas geralmente têm uma capacitância de entrada de aproximadamente 1 pF. É importante selecionar os acessórios de ponta de prova certos para contato com o dispositivo em testa. Pinos e condutores longos aumentam a capacitância e a indutância, reduzem a largura de banda de medição máxima e levam a uma ultrapassagem excessiva e a artefatos de toque nas inclinações de pulso.
Acessórios de pontas de prova e funções expandidos
Além dos parâmetros de desempenho, funções de ponta de prova suplementares para simplificar tarefas diárias também devem ser consideradas. Alguns exemplos em muitas pontas de prova ativas da Rohde & Schwarz incluem um voltímetro integrado ou um microbotão. Com o voltímetro, a tensão é verificada sem precisar alterar qualquer conexão. O microbotão pode ser configurado para fornecer controle direto do osciloscópio usando a ponta de prova.
Diversos acessórios oferecem flexibilidade durante o contato do ponto de teste, facilitando o trabalho cotidiano do operador e ajudando a prevenir erros de medição. Os acessórios disponíveis incluem pontas rígidas e com mola, navegadores, adaptadores e cabos de extensão. A Rohde & Schwarz oferece um conjunto de acessórios abrangente para cada ponta de prova.
