Типы пробников для осциллографов

Перед началом измерений с помощью пассивного пробника необходимо выполнить компенсацию. Компенсация пробников— это процедура калибровки с целью точной настройки соотношения емкостейна входе пробника и входе осциллографа. Отсутствие компенсации пробников может привести к снижению точности измеренийи искажениям таких параметров, как амплитуда и форма импульса. В связи с этим перед первым использованием пробника в паре с данным осциллографом или перед проведением критических измерений необходимо выполнять компенсацию пробника.

Порядок проведения компенсации:

• Подключить пробник к встроенному сигналу компенсации осциллографа и земле.
• Отрегулировать компенсационный конденсатор таким образом, чтобы добиться прямоугольной формы сигнала.

В результате пробник точно отображает характеристики входного сигнала, позволяя проводить точные и надежные измерения.

Хотите узнать больше? Читайте наши специализированные статьи: Основные сведения о пассивных осциллографических пробникахи Основные сведения о компенсации пробников.

Активные пробники — несимметричные пробники на основе полевых транзисторов

Как следует из его названия, активный пробник содержит активные электрические компоненты, которые встраиваются в наконечник пробника. Как правило, в качестве активного компонента применяется полевой транзистор. Главным преимуществом активных пробников является минимальная нагрузка в широком диапазоне частот— благодаря низкой входной емкости, которая преобразуется в высокий входной импеданс. Это гарантирует точные измерениябез влияния на исследуемую цепь.

Кроме того, активные пробники имеют высокое входное смещение. Благодаря этому активные пробники способны обрабатывать сигналы вдали от нулевого напряжения. Это удобно при работе с сигналами, которые могут иметь составляющую постоянного токаили ненулевую базу.

Активный пробник, как правило, оснащен специальным разъемом, который позволяет осциллографу автоматически обнаруживать и калибровать пробник. Электропитание подается через этот специальный разъем или от внешнего источника. Обратите внимание на то, что для большинства активных пробников требуется оконечный резистор 50 Омв канале осциллографа.

Дифференциальные пробники для осциллографов

Дифференциальные пробники предназначены для измерения разности напряжений между двумя точкамиэлектрической цепи. Они имеют два входа, которые можно подключать к различным точкам цепи, при этом в обеих точках не требуется опорное заземление. С помощью внутреннего дифференциального усилителяэти пробники генерируют выходное напряжение в соответствии с разностью напряжений на выбранных измерительных точках. Зачастую к выходному напряжению применяется заданный пользователем коэффициент деления.

Важной характеристикой дифференциальных пробников является их устойчивость к синфазным сигналам, которые одновременно присутствуют в обеих измерительных точках. Благодаря этому пробники идеально подходят для измерений слабых сигналов в условиях повышенных помех. Их также можно применять для выполнения несимметричных измерений — для этого один из выводов просто заземляется.

Пробники тока

Все рассмотренные выше пробники — пассивные, активные и дифференциальные — создают напряжение на входе осциллографа. Это связано с тем, что осциллограф измеряет напряжение в зависимости от времени. Однако что делать, если необходимо измерить ток? В этом случае необходимо создать напряжение, которое соответствует току логичным и предсказуемым образом. Другими словами, требуется «преобразование» измеренного напряжения в значение тока. Например, 1 В на входе осциллографа можно использовать для индикации измеренного тока 1 А.

Токовые пробники позволяют реализовать такое преобразование. Они регистрируют электромагнитное поле, образуемое при протекании тока через проводник, и преобразуют этот ток в напряжение с помощью известного соотношения В/А. Пробники обхватывают токопроводящий провод, при этом стрелка указывает направление протекания тока.

Большинство токовых пробников является активными устройствами, т. е. для их работы требуется внешний источник питания. Все токовые пробники способны обнаруживать и измерять переменный ток, а некоторые модели также способны измерять постоянный ток. Измерения переменного тока выполняются с помощью трансформатора тока, тогда как для измерений постоянного тока или переменного точка на очень низких частотах применяется датчик с эффектом Холла.

Стандартные токовые пробники не рассчитаны на высокие токи. Здесь в действие вступают высокоточные пробники. Благодаря своей особой конструкции эти пробники способны измерять высокие токи с малым сопротивлением. В них зачастую применяются специальные датчики для измерения магнитного поля, создаваемого протекающим током. Это позволяет проводить бесконтактные измерения, что жизненно важно при работе с высокими токами. Кроме того, высокоточные пробники обычно обеспечивают более точные результаты и лучшее разрешение по сравнению со стандартными токовыми пробниками. Эти аспекты играют важную роль в таких областях применения, как силовая электроникаи энергетические системы, где малые изменения тока могут вызывать существенные последствия.

Токовые пробники часто применяются для измерений мощности с измерением напряжения и тока. В некоторых случаях могут возникать такие проблемы, как смещения по времени или рассинхронизацияпо причине разности во времени распространения между выводами пробника. Эта рассинхронизация может приводить к неточным результатам измерения мощности.

Выравнивающие приспособленияпомогают устранить данную проблему. Эти специальные инструменты служат для выявления и компенсации рассинхронизации. Они генерируют согласованные по времени импульсы напряжения и тока, которые одновременно измеряются подключенными пробниками напряжения и тока. Если на контрольной осциллограмме видна рассинхронизация, на осциллографе можно ввести соответствующее значение компенсации. В результате коррекции устраняется фазовый сдвиг между сигналами тока и напряжения, после чего рассинхронизация больше не оказывает влияния на последующие измерения. Таким образом гарантируется точностьрасчетов мощности.