示波器的有源探头。方案、说明

示波器用有源探头。无线电电子与电气工程百科全书

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现代示波器的输入电容约为 30...50 pF。测量时，加上连接电缆的电容，总输入电容达到100 ... 150 pF。这会导致测量结果严重失真和设置不正确，例如磁带录音机记录放大器输出级的陷波滤波器。这就是为什么在对测量设备的引入电容至关重要的电路进行研究时，需要使用具有大输入电阻和小电容的特殊匹配设备。

对于大多数实际工作，需要两种主要类型的设备：用于传输系数 K> 1 的低幅度谐波信号（50 ... 1 mV）和用于高幅度信号（高达 10 ...系数 K=20...0,2。

近年来，高速模拟和数字微电路在较高电压下的广泛使用（广泛使用的运算放大器，K561 系列的微电路 - 最高 15 V）表明需要在宽电压下工作的设备范围具有传输恒定信号分量的能力。

示波器有源探头
Ris.1

这种探头形式的装置的示意图如图 1 所示。 5.它是根据经典的源极跟随器电路使用MOS晶体管制作的，并且包含最少的零件数量。工作频率范围为 O...7 MHz。电源由电压为 15 ... 7 V 的任何电流源提供，例如 0,115D-1.1-U4 蓄电池或“Krona”、“Korund”原电池。探头输入电容不大于3pF，输入电阻不小于0MΩ。 Uin=2,5 时的输出电压为 7 V。负值区域（截止前）的输入电压范围为 13 V，正值区域（限制开始前） ) 在 Upit=9V 时为 26V，在 Upit=15V 时为 XNUMXV。

指定频率范围内的传输系数为0,4。

电阻R1和R2构成输入分压器，电容C1用于频率补偿。

由于特定晶体管参数的显着变化，探针设计的特性也可能主要在截止电压和传输系数方面有所不同。为了在负输入电压区域获得最大工作范围，必须使用具有最大（绝对值）截止电压的晶体管。作者使用了 Uzi otc = 4,2 V 的晶体管。大多数 KP305I 晶体管的 Uzi ots 值较低，因此，如有必要，可以通过降低输入分压器增益来提高探头截止电压，例如通过增加电阻电阻R1。然而，对于许多需要调整最大或最小电压的测量，探头的截止电压值并不重要，因为可以在信号的正半波上进行调整。

探头由毡尖笔组装在一个外壳中。安装是体积的，不使用额外的结构元素。无线电元素的结论直接相互关联。探头通过不超过 30 cm 的屏蔽电缆连接到示波器。

该设计使用了 MLT-0,125 型电阻器。电容器 C1 是建设性的，它由直径为 0,15 ... 0,35 毫米的 PEV 线制成。电线必须焊接到电阻器 R1 的左侧（根据图表）端子，并在右侧端子上缠绕 12 圈。通过改变匝数来选择电容。在对由此获得的电容器进行调谐结束时，用细砂纸清洁轨道，将其镀锡并焊接成薄层（以消除寄生电感）。

安装探头时，应采取措施防止场效应晶体管因静电和网络干扰而击穿。

设置设备包括校准以获得所需的传递系数和选择电容器 C1 的电容。校准需要使用稳压直流电源和电压表。通过选择电阻器 R1 的阻值，将传递系数设置为 K = 0,4（或 0,5），同时考虑输出端的初始偏置电压。

在选择电容器 C1 的电容值时，需要一个输出信号幅度为 2 ... 10 V、重复频率为 1 ... 10 kHz 的矩形脉冲发生器。为了提供陡峭的前沿，您可以使用触发分频器，例如，在 K155、K176、K561 系列的微电路上。通过改变频率补偿电容C1的电容值，在示波器屏幕上得到矩形脉冲，波峰没有被遮挡，波峰波峰的幅值不超过脉冲幅值的10%。过多的电容会导致正面出现明显的浪涌，不足 - 它们的收紧。

在制造的结构体上，需要刻上器件参数的铭文——输入电容、电阻和传递系数。

在使用直流分量读数进行测量时，必须针对读数电平校正示波器。为此，请关闭探头输入并将示波器光束设置为零。

作者：A. Grishin，莫斯科；出版：N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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