오실로스코프 프로브의 유형

패시브 프로브

패시브 프로브의 특징은 단순함, 그리고 액티브 소자가 없다는 점입니다. 패시브 프로브는 외부 전원 없이 작동하는 방식으로, 대부분의 오실로스코프와 함께 기본 제공되며 각각 다른 모델과 제조업체 사이에 교환 가능한 경우가 많습니다. 패시브 프로브는 경제적이고 견고하며 사용자 친화적인 조작으로 복잡한 설정이 필요하지 않습니다. 사용법이 간단해 기본 전압 측정에 주로 사용하며, 프로브를 스코프에 연결하고 접지 리드를 부착하기만 하면 프로빙을 시작할 수 있습니다.

패시브 프로브로 측정하기 전에 보상을 하는 것이 중요합니다. 프로브 보상은 프로브와 오실로스코프 입력 내부의 커패시턴스 비율을 미세 조정하는 교정 프로세스입니다. 프로브를 보상하지 않을 경우 측정이 부정확해져 진폭, 펄스 파형과 같은 파라미터가 왜곡될 수 있습니다. 그러므로 프로브-오실로스코프 쌍을 처음으로 사용하거나 중요 측정을 수행할 때 프로브 보상을 수행하는 것이 중요합니다.

보상 절차는 간단합니다.

• 프로브를 스코프에 내장된 보상 신호 및 접지에 연결합니다.
• 신호가 직사각 파형에 달성할 때까지 보상 커패시터를 조정합니다.

이를 통해 프로브가 입력 신호 특성을 정확히 나타내기 때문에 정밀하고 신뢰할 수 있는 측정이 가능해집니다.

더 자세한 내용 확인을 원하시나요? 패시브 오실로스코프 프로브 이해하기 및 프로브 보상 이해하기 에 대한 문서를 확인해 보십시오.

액티브 프로브 - 싱글엔드 FET 프로브

액티브 프로브는 이름에서 알 수 있듯이 프로브 팁에 액티브 소자 또는 전원이 연결된 소자가 탑재되어 있습니다. 액티브 소자는 일반적으로 FET(Field-Effect Transistor, 전계 효과 트랜지스터)입니다. 액티브 프로브는 입력 커패시턴스가 낮아 입력 임피던스를 높게 유지할 수 있으므로 넓은 주파수 대역에서 회로에 가해지는 부하를 최소화한다는 독보적인 이점이 있습니다. 그러므로 측정 대상 회로에 과도한 영향을 주지 않으면서 정확한 측정이 가능해집니다.

뿐만 아니라, 액티브 프로브는 높은 입력 오프셋의 이점을 제공합니다. 달리 말해, 액티브 프로브는 0 볼트를 기준으로 대칭되지 않는 신호도 처리할 수 있습니다. 이 기능은 DC(직류) 성분이나 0이 아닌 베이스라인을 가질 수 있는 신호를 다룰 때 유용합니다.

액티브 프로브는 일반적으로 전용 커넥터를 탑재하고 있어 오실로스코프가 프로브를 자동으로 탐지하고 교정할 수 있습니다. 이 특수 인터페이스를 통해 전원을 공급하거나 외부 전원을 공급할 수 있습니다. 대부분의 액티브 프로브는 오실로스코프 채널에 50옴 터미네이션 설정이 필요하다는 점을 참고하십시오.

디퍼런셜 스코프 프로브

디퍼런셜 프로브의 기능은 회로의 두 지점 간 전압차를 측정하는 것입니다. 회로의 다양한 지점에 연결할 수 있는 입력이 두 개가 포함되어 있으므로 각 위치에서 접지가 필요하지 않습니다. 내부 디퍼런셜 증폭기를 사용할 경우 디퍼런셜 프로브는 선택한 측정 지점 간 차이를 나타내는 출력 전압을 발생하며, 이 전압은 보통 사용자가 정의한 감쇠 계수에 따라 확대합니다.

디퍼런셜 프로브의 중요한 특성은 두 측정 지점에 동시에 존재하는 신호인 "공통 모드" 신호에 대한 면역성입니다. 따라서 노이즈가 많은 환경에서 저레벨 신호를 측정하기에 적합합니다. 또한 이러한 리드 중 하나에 접지를 연결하면 싱글엔드 측정에도 사용할 수 있습니다.

전류 프로브

패시브, 액티브, 디퍼런셜과 같이 지금까지 설명한 프로브는 모두 오실로스코프 입력에서 전압을 발생합니다. 그 이유는 오실로스코프가 시간의 함수로 전압을 측정하기 때문입니다. 하지만 전류를 측정해야 할 경우 어떻게 할까요? 일관적이고 예측 가능한 방식으로 전류에 대응하는 전압을 생성할 방법이 필요합니다. 다시 말해, 측정된 전압을 전류값으로 "변환"해야 합니다. 예를 들어, 스코프 입력의 1 V는 측정된 전류가 1 A임을 나타내는 데 사용할 수 있습니다.

전류 프로브는 이러한 변환을 달성하는 방법입니다. 전류 프로브는 도체에 흐르는 전류에 의해 생성되는 전자기장을 캡처하고 암페어당 볼트(V/A) 비율을 적용하여 이를 전압으로 변환하는 방식으로 작동합니다. 이러한 프로브를 전류가 흐르는 도체 주변에 배치 또는 "고정"하고 전류 흐름의 방향을 나타내는 화살표 마커를 표시합니다.

대부분의 전류 프로브는 액티브 소자입니다. 즉, 전류 프로브를 작동하려면 외부 전원이 필요합니다. 모든 전류 프로브가 AC를 탐지 및 측정할 수 있는 반면 일부 프로브는 DC 전류도 측정할 수 있습니다. AC 전류 측정은 전류 변환기에 의존하는 반면 DC 또는 초저 주파수 AC 측정은 Hall 효과 센서를 이용합니다.

일반적인 전류 프로브는 많은 양의 전류를 처리할 수 없는 것이 보통입니다. 바로 이런 상황에서 고전류 프로브가 필요합니다. 이러한 프로브의 특징은 낮은 저항으로 고전류를 측정할 수 있는 특수 구조에 있습니다. 전용 센서를 사용해 전류 흐름으로 발생된 자기장을 측정하는 경우가 많습니다. 이 경우 고전류 처리 시 필수적인 비접촉 측정이 가능해집니다. 또한 고전류 프로브는 일반적으로 통상적인 전류 프로브에 비해 높은 정확도와 분해능을 제공합니다. 고전류 프로브는 전류의 작은 변화가 큰 영향을 미칠 수 있는 전력 전자장치와 에너지 시스템 등의 분야에 필요합니다.

전류 프로브는 전압과 전류를 모두 포함하는 전력 측정에 사용하는 경우가 많습니다. 어떤 경우에는 프로브 리드 내부의 전파 시간 차이로 인해 "시간 오프셋" 또는 "스큐"와 같은 문제가 발생할 수 있습니다. 이러한 스큐는 전력 측정값이 부정확해지는 원인이 됩니다.

디스큐 픽스처를 사용해 이 문제를 해결합니다. 이러한 장치는 스큐를 식별하고 보상하는 전문 도구입니다. 이러한 장치는 시간에 맞춘 전압 및 전류 펄스를 생성하며, 생성된 펄스는 연결된 전류 및 전압 프로브를 사용하여 동시에 측정합니다. 테스트 파형에 스큐가 나타날 경우 오실로스코프에 적절한 디스큐 값을 입력할 수 있습니다. 이러한 보정을 통해 전류와 전압 파형의 위상이 다시 일치하므로 이후 측정에 미치는 스큐의 영향이 줄어들고 전력 계산의 정확성을 유지할 수 있습니다.