Тестовый зонд

Типичный пассивный пробник осциллографа, используемый для проверки интегральной схемы .

Тестовый пробник — это физическое устройство, используемое для подключения электронного испытательного оборудования к тестируемому устройству (ТУ). Тестовые пробники варьируются от очень простых и надежных устройств до сложных, дорогих и хрупких. Конкретные типы включают тестовые штыри , пробники осциллографа и пробники тока . Тестовый щуп часто поставляется в виде тестового провода , который включает в себя щуп, кабель и оконечный разъем.

Напряжение

Пробники напряжения используются для измерения напряжений, присутствующих на тестируемом устройстве. Для достижения высокой точности испытательный прибор и его щуп не должны существенно влиять на измеряемое напряжение. Это достигается за счет обеспечения того, чтобы комбинация прибора и пробника имела достаточно высокий импеданс, который не будет нагружать ИУ. Для измерений переменного тока реактивная составляющая импеданса может быть более важной, чем резистивная.

Простые тестовые провода

Пара простых тестовых проводов

Типичный щуп вольтметра состоит из однопроводного измерительного провода , на одном конце которого имеется разъем, подходящий для вольтметра, а на другом конце — жесткая трубчатая пластиковая секция, состоящая из ручки и корпуса щупа. Ручка позволяет человеку удерживать и направлять датчик, не влияя на измерения (становясь частью электрической цепи) и не подвергаясь воздействию опасного напряжения, которое может привести к поражению электрическим током . Внутри корпуса зонда провод подсоединен к жесткому заостренному металлическому наконечнику, контактирующему с проверяемым устройством. Некоторые пробники позволяют прикрепить к наконечнику зажим «крокодил» , что позволяет прикрепить пробник к проверяемому устройству, так что его не нужно удерживать на месте.

Измерительные выводы обычно изготавливаются из тонкого многожильного провода, чтобы сохранить его гибкость, и сечения проводов, достаточного для проведения электрического тока в несколько ампер . Изоляция выбирается гибкой и имеет напряжение пробоя, превышающее максимальное входное напряжение вольтметра. Множество тонких жил и толстая изоляция делают провод толще обычного соединительного провода.

Два зонда используются вместе для измерения напряжения, тока и двухконтактных компонентов, таких как резисторы и конденсаторы. При выполнении измерений постоянного тока необходимо знать, какой щуп положительный, а какой отрицательный, поэтому по соглашению щупы окрашиваются в красный цвет для положительного и черный для отрицательного. В зависимости от требуемой точности их можно использовать с частотами сигналов от постоянного тока до нескольких килогерц .

Когда необходимо выполнить чувствительные измерения (например, при очень низком напряжении или очень низком или очень высоком сопротивлении), необходимо использовать экраны, защитные устройства и такие методы, как четырехконтактное измерение Кельвина (с использованием отдельных проводов для передачи измерительного тока и измерения напряжения). использовал.

Пинцетные зонды

Пинцет для компонентов поверхностного монтажа.

Щупы-пинцеты представляют собой пару простых щупов, прикрепленных к механизму пинцета и управляемых одной рукой, для измерения напряжения или других параметров электронной схемы между близко расположенными контактами.

Пого булавки

Пружинные щупы (также известные как « пого-штыри ») — это подпружиненные штыри, используемые в электрических испытательных приспособлениях для контакта с контрольными точками, выводами компонентов и другими проводящими элементами ИУ (тестируемого устройства). Эти пробники обычно впрессовываются в гнезда для пробников, что позволяет легко заменять их на испытательных приспособлениях , которые могут эксплуатироваться десятилетиями, проверяя многие тысячи ИУ в автоматическом испытательном оборудовании .

Осциллографические пробники

Осциллографы отображают мгновенную форму сигнала изменяющихся электрических величин, в отличие от других приборов, которые дают числовые значения относительно стабильных величин.

Зонды области делятся на две основные категории: пассивные и активные.Пассивные зонды не содержат активных электронных компонентов, таких как транзисторы , поэтому им не требуется внешнее питание.

Из-за частого использования высоких частот в осциллографах обычно не используются простые провода («свободные выводы») для подключения к проверяемому устройству. Летающие провода могут улавливать помехи, поэтому они не подходят для сигналов низкого уровня. Кроме того, индуктивность свободных проводов делает их непригодными для передачи высокочастотных сигналов. специальный пробник Вместо этого используется используется коаксиальный кабель , в котором для передачи сигнала от кончика пробника к осциллографу . 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 свободные выводы, что делает пробник более точным для высокочастотных сигналов.

Хотя коаксиальный кабель имеет меньшую индуктивность, чем свободные провода, он имеет более высокую емкость: типичный кабель с сопротивлением 50 Ом имеет около 90 пФ на метр. Следовательно, прямой (1×) коаксиальный зонд с высоким импедансом длиной один метр может нагрузить цепь емкостью около 110 пФ и сопротивлением 1 МОм.

Пробники осциллографа характеризуются пределом частоты, при котором амплитудная характеристика падает на 3 дБ, и/или временем нарастания. $t_{r}$. Они связаны как (округленными цифрами)

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

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

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

Например, зонд с частотой 50 МГц, питающий прицел с частотой 50 МГц, даст систему с частотой 35 МГц. Поэтому 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 позволяет выбрать затухание 1× или 10×.

Чтобы минимизировать нагрузку, используются датчики-аттенюаторы (например, датчики 10×). Типичный пробник использует последовательный резистор сопротивлением 9 МОм, шунтированный малоемким конденсатором для создания RC-компенсированного делителя с емкостью кабеля и входом осциллографа. Постоянные времени RC настраиваются соответствующим образом. Например, последовательный резистор сопротивлением 9 МОм шунтируется конденсатором емкостью 12,2 пФ на постоянную времени 110 микросекунд. Емкость кабеля 90 пФ параллельно с входом осциллографа 20 пФ (общая емкость 110 пФ) и 1 МОм также дает постоянную времени 110 микросекунд. На практике потребуется регулировка, позволяющая оператору точно подобрать постоянную времени низкой частоты (так называемая компенсация пробника). Согласование постоянных времени делает затухание независимым от частоты. На низких частотах (где сопротивление R намного меньше реактивного сопротивления C ) схема выглядит как резистивный делитель; на более высоких частотах (сопротивление намного превышает реактивное) схема выглядит как емкостный делитель.

В результате получается пробник с частотной компенсацией для умеренных частот, который представляет собой нагрузку около 10 МОм, шунтированную сопротивлением 12 пФ. Хотя такой пробник является улучшением, он не работает, когда временная шкала сокращается до нескольких времен прохождения кабеля (время прохождения обычно составляет 5 нс). В этот период времени кабель выглядит как его характеристическое сопротивление, и на входе осциллографа и щупа будут возникать отражения из-за несоответствия линии передачи, вызывающие звон. В современном зонде используются линии передачи с малой емкостью с потерями и сложные схемы формирования частоты, что позволяет зонду 10× работать хорошо на частоте в несколько сотен мегагерц. Следовательно, существуют и другие корректировки для завершения компенсации.

Испытательный щуп, подключенный напрямую (так называемый щуп 1×), помещает нежелательную емкость вывода в тестируемую цепь. Для типичного коаксиального кабеля нагрузка составляет порядка 100 пФ на метр (длина типичного измерительного провода).

Пробники с аттенюатором минимизируют емкостную нагрузку с помощью аттенюатора, но уменьшают величину сигнала, подаваемого на прибор. Аттенюатор 10× уменьшит емкостную нагрузку примерно в 10 раз. Аттенюатор должен иметь точное передаточное отношение во всем диапазоне интересующих частот; входное сопротивление прибора становится частью аттенюатора. Аттенюатор постоянного тока с резистивным делителем дополнен конденсаторами, благодаря чему АЧХ предсказуема в интересующем диапазоне.

Метод согласования постоянной времени RC работает до тех пор, пока время прохождения экранированного кабеля намного меньше интересующего масштаба времени. Это означает, что экранированный кабель можно рассматривать как конденсатор с сосредоточенными параметрами, а не как катушку индуктивности. Время прохождения по кабелю длиной 1 метр составляет около 5 нс. Следовательно, эти зонды будут работать до нескольких мегагерц, но после этого эффекты в линии передачи начнут вызывать проблемы.

На высоких частотах сопротивление зонда будет низким.

В наиболее распространенной конструкции последовательно с наконечником щупа включается резистор сопротивлением 9 МОм. Затем сигнал передается от головки пробника к осциллографу по специальному коаксиальному кабелю с потерями, который разработан для минимизации емкости и звона . Изобретение этого кабеля было прослежено Джону Коббе, инженеру, работающему в Tektronix . Резистор служит для минимизации нагрузки, которую емкость кабеля может оказать на ИУ. Последовательно с обычным входным сопротивлением осциллографа 1 МОм резистор 9 МОм создает делитель напряжения 10×, поэтому такие пробники обычно называются либо пробниками с низкой емкостью (активное сопротивление) , либо пробниками 10× , часто обозначаемыми буквами X или x. вместо знака умножения, и обычно о нем говорят как о «пробнике, умноженном на десять».

Поскольку вход осциллографа параллельно с сопротивлением 1 МОм имеет некоторую паразитную емкость, резистор сопротивлением 9 МОм также должен быть зашунтирован конденсатором, чтобы предотвратить образование жесткого RC- фильтра нижних частот с паразитной емкостью осциллографа. Величина байпасной емкости должна быть тщательно согласована с входной емкостью осциллографа, чтобы конденсаторы также образовывали 10-кратный делитель напряжения. Таким образом, пробник обеспечивает равномерное 10-кратное затухание 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 10-кратного ослабления). В более современных конструкциях датчиков используется электронная схема с лазерной обрезкой толстопленочная в ​​головке, которая сочетает в себе резистор сопротивлением 9 МОм с байпасным конденсатором фиксированного значения; Затем они помещают небольшой регулируемый конденсатор параллельно входной емкости осциллографа. В любом случае зонд необходимо настроить так, чтобы он обеспечивал равномерное затухание на всех частотах. Это называется компенсацией зонда . Компенсация обычно осуществляется путем измерения прямоугольной волны частотой 1 кГц и регулировки компенсационного конденсатора до тех пор, пока осциллограф не покажет 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, более быстрые датчики имеют более сложную систему компенсации и иногда могут требовать дополнительных настроек.

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

Пассивные пробники обычно подключаются к осциллографу с помощью разъема BNC . Большинство пробников 10× эквивалентны нагрузке примерно 10–15 пФ и 10 МОм на тестируемом устройстве, в то время как пробники 100× обычно обеспечивают нагрузку 100 МОм и меньшую емкость и, следовательно, меньше нагружают схему.

Зонды Lo Z

Пробники Z ₀  — это специализированный тип пассивных пробников с низкой емкостью, используемый в низкоомных и очень высокочастотных цепях. По конструкции они аналогичны пассивным пробникам 10×, но имеют гораздо более низкие уровни импеданса. Кабели пробников обычно имеют характеристическое сопротивление 50 Ом и подключаются к осциллографам с согласованным входным сопротивлением 50 Ом (а не 1 МОм). Пробники с высоким импедансом предназначены для обычного осциллографа с сопротивлением 1 МОм, но входное сопротивление 1 МОм действует только на низкой частоте; входное сопротивление не является постоянным и составляет 1 МОм во всей полосе пропускания пробника, а уменьшается с частотой. Например, входное сопротивление Tektronix P6139A начинает падать выше 10 кГц и составляет около 100 Ом на частоте 100 МГц. Для высокочастотных сигналов необходима другая методика зондирования.

Высокочастотный осциллограф имеет на входе согласованную нагрузку (обычно 50 Ом), что сводит к минимуму отражения на осциллографе. Зондирование с помощью соответствующей линии передачи с сопротивлением 50 Ом обеспечит высокие частотные характеристики, но приведет к чрезмерной нагрузке на большинство схем. Для минимизации нагрузки можно использовать аттенюатор (резистивный делитель). На конце этих пробников используется последовательный резистор сопротивлением 450 Ом (для затухания в 10 раз) или 950 Ом (для затухания в 20 раз). Tektronix продает пробник с делителем 10× и полосой пропускания 9 ГГц с последовательным резистором сопротивлением 450 Ом. Эти пробники также называются пробниками с резистивным делителем, поскольку линия передачи с сопротивлением 50 Ом представляет собой чисто резистивную нагрузку.

Название Z ₀ относится к характеристическому сопротивлению осциллографа и кабеля. Согласованные импедансы обеспечивают лучшие характеристики на высоких частотах, чем могут обеспечить несогласованные пассивные пробники, но за счет низкой нагрузки в 500 Ом, создаваемой наконечником пробника для ИУ. Паразитная емкость на кончике пробника очень мала, поэтому для очень высокочастотных сигналов пробник Z ₀ может обеспечить меньшую нагрузку, чем любой пробник с высоким Z и даже многие активные пробники.

В принципе этот тип пробника можно использовать на любой частоте, но на постоянном токе и более низких частотах цепи часто имеют высокие импедансы, которые могут быть неприемлемо нагружены низким импедансом пробника в 500 или 1000 Ом. Паразитные импедансы ограничивают работу высокочастотных цепей при низком импедансе, поэтому импеданс пробника не представляет проблемы.

Активные зонды

В активных зондах используется высокочастотный усилитель с высоким импедансом , установленный в головке зонда, и экранированный провод. Целью усилителя является не усиление, а изоляция (буферизация) между тестируемой схемой, осциллографом и кабелем, нагружение схемы только низкой емкостью и высоким сопротивлением постоянному току и согласование входа осциллографа. Активные пробники обычно рассматриваются в тестируемой схеме как емкость 1 пикофарад или менее, подключенные параллельно с сопротивлением 1 МОм. Пробники подключаются к осциллографу кабелем, соответствующим волновому сопротивлению входа осциллографа. Активные пробники на основе ламп использовались до появления высокочастотной твердотельной электроники с использованием небольшой вакуумной лампы в качестве усилителя катодного повторителя .

Активные пробники имеют ряд недостатков, которые не позволяют им заменить пассивные пробники для всех применений:

• Они в несколько раз дороже пассивных зондов.
• Им требуется питание (но оно обычно обеспечивается осциллографом).
• Их динамический диапазон ограничен, иногда всего от 3 до 5 В, и они могут быть повреждены перенапряжением, вызванным либо сигналом, либо электростатическим разрядом .

Многие активные пробники позволяют пользователю вводить напряжение смещения, чтобы обеспечить измерение напряжений с чрезмерным уровнем постоянного тока. Общий динамический диапазон по-прежнему ограничен, но пользователь может иметь возможность настроить его центральную точку так, чтобы можно было измерять напряжения в диапазоне, например, от 0 до 5 В, а не от -2,5 до +2,5.

Из-за присущего им низкого напряжения нет необходимости обеспечивать высоковольтную изоляцию 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 заметках по применению Уильямса.

Tektronix P6201 — это ранний активный пробник на полевых транзисторах постоянного тока до 900 МГц.

На очень высоких частотах современный цифровой осциллограф требует, чтобы пользователь припаял предусилитель к тестируемому устройству, чтобы получить производительность 50 Гвыб/с, 20 ГГц.

Дифференциальные датчики

Дифференциальные пробники оптимизированы для сбора дифференциальных сигналов . Чтобы максимизировать коэффициент подавления синфазного сигнала (CMRR), дифференциальные пробники должны обеспечивать два пути прохождения сигнала, которые, насколько это возможно, почти идентичны и совпадают по общему затуханию, частотной характеристике и временной задержке.

Раньше это делалось путем разработки пассивных пробников с двумя путями прохождения сигнала, требующих наличия каскада дифференциального усилителя на осциллографе или рядом с ним. (Очень немногие ранние пробники помещали дифференциальный усилитель в довольно громоздкую головку пробника с использованием электронных ламп.) С развитием полупроводниковой электроники стало практичным размещать дифференциальный усилитель непосредственно внутри головки пробника, что значительно облегчило требования к остальная часть пути сигнала (поскольку теперь он становится несимметричным, а не дифференциальным, и необходимость согласования параметров на пути сигнала устраняется). Современный дифференциальный пробник обычно имеет два металлических удлинителя, которые оператор может регулировать для одновременного касания двух соответствующих точек проверяемого устройства. Таким образом, становятся возможными очень высокие CMRR.

Дополнительные возможности зонда

Все пробники осциллографа содержат средства для заземления пробника к опорному напряжению цепи. Обычно это достигается путем подключения очень короткого провода от головки зонда к земле. Индуктивность заземляющего провода может привести к искажению наблюдаемого сигнала, поэтому этот провод должен быть как можно короче. В некоторых зондах вместо любого провода используется небольшая ножка заземления, что позволяет сделать заземляющую линию длиной всего 10 мм.

Большинство зондов допускают установку различных «наконечников». Заостренный наконечник является наиболее распространенным, но также часто используется захватный щуп или «тестовый крючок» с крючковатым наконечником, который можно прикрепить к контрольной точке. Наконечники с небольшой пластиковой изолирующей ножкой с углублениями на ней облегчают исследование интегральных схем с очень мелким шагом ; углубления совпадают с шагом выводов микросхемы, стабилизируя зонд от дрожания руки пользователя и тем самым помогая поддерживать контакт с нужным контактом. Различные стили ножек подходят для различного шага выводов микросхемы. Различные типы наконечников также можно использовать для зондов других инструментов.

Некоторые зонды содержат кнопку. Нажатие кнопки либо отключит сигнал (и отправит сигнал заземления на прицел), либо заставит прицел идентифицировать след каким-либо другим способом. Эта функция очень полезна при одновременном использовании нескольких датчиков, поскольку позволяет пользователю сопоставлять датчики и трассы на экране осциллографа.

Некоторые конструкции пробников имеют дополнительные контакты вокруг BNC или используют более сложный разъем, чем BNC. Эти дополнительные соединения позволяют пробнику сообщать осциллографу свой коэффициент затухания (10×, 100× и т. д.). Затем осциллограф может настроить свои пользовательские дисплеи для автоматического учета затухания и других факторов, вызываемых пробником. Эти дополнительные контакты также можно использовать для подачи питания на активные датчики.

Некоторые зонды ×10 имеют переключатель «×1/×10». Положение «×1» обходит аттенюатор и компенсирующую сеть и может использоваться при работе с очень слабыми сигналами, которые будут ниже предела чувствительности прицела, если их ослабить в ×10.

Взаимозаменяемость

Благодаря стандартизированной конструкции пассивные пробники (включая пробники Z ₀ ) 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 определенным осциллографом. Конденсатор регулировки компенсации обеспечивает компенсацию только в небольшом диапазоне значений входной емкости осциллографа. Диапазон компенсации пробника должен быть совместим с входной емкостью осциллографа.

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

Высоковольтные зонды

Высоковольтный резисторный делитель на напряжение до 50 кВ. Наконечник зонда состоит из коронирующего шара , который предотвращает коронный разряд и образование дуги за счет распределения градиента электрического поля.

Пробник 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 помощью прецизионного делителя напряжения внутри корпуса пробника.

В пробниках, рассчитанных на напряжение до 100 кВ, обычно используется резисторный делитель напряжения с входным сопротивлением в сотни или тысячи МОм , чтобы минимизировать нагрузку на цепь. Высокая линейность и точность достигаются за счет использования резисторов с чрезвычайно низкими коэффициентами напряжения в согласованных наборах, которые поддерживают постоянный и точный коэффициент делителя в зависимости от рабочей температуры датчика. Вольтметры имеют входное сопротивление, которое эффективно изменяет коэффициент делителя пробника, и паразитную емкость , которая в сочетании с сопротивлением пробника образует RC-цепь ; они могут легко снизить точность постоянного и переменного тока соответственно, если их не компенсировать. Чтобы смягчить эти эффекты, пробники с делителем напряжения обычно включают в себя дополнительные компоненты, которые улучшают частотную характеристику и позволяют калибровать их для различных нагрузок измерителя.

Даже более высокие напряжения можно измерить с помощью пробников с конденсаторным делителем, хотя больший физический размер и другие механические особенности (например, коронирующие кольца ) этих устройств часто исключают их использование в качестве портативных пробников.

Датчики тока

Пробник тока генерирует напряжение, пропорциональное току в измеряемой цепи; поскольку константа пропорциональности известна, приборы, реагирующие на напряжение, можно откалибровать для индикации тока. Пробники тока могут использоваться как в измерительных приборах, так и в осциллографах.

Выборочный резистор

Классический пробник тока представляет собой низкоомный резистор («выборочный резистор» или «токовый шунт»), вставленный на путь тока. Ток определяется путем измерения падения напряжения на резисторе и использования закона Ома . ( Wedlock & Roberge 1969 , стр. 152.) Сопротивление выборки должно быть достаточно малым, чтобы не оказывать существенного влияния на работу схемы, но достаточно большим, чтобы обеспечить хорошие показания. Этот метод действителен как для измерений переменного, так и постоянного тока. Недостатком этого метода является необходимость разрыва цепи для введения шунта. Другая проблема — измерение напряжения на шунте при наличии синфазных напряжений; необходимо измерение дифференциального напряжения.

Датчики переменного тока

Переменный ток относительно легко измерить, поскольку можно использовать трансформаторы.Трансформатор тока обычно используется для измерения переменного тока. Измеряемый ток пропускается через первичную обмотку (часто одновитковый), а ток через вторичную обмотку определяется путем измерения напряжения на токоизмерительном резисторе (или « нагрузочном резисторе »). Вторичная обмотка имеет нагрузочный резистор для установки шкалы тока. Свойства трансформатора дают много преимуществ. Трансформатор тока подавляет синфазные напряжения, поэтому можно выполнить точное измерение несимметричного напряжения на заземленной вторичной обмотке. Эффективное последовательное сопротивление $R_{s}$ первичной обмотки задается нагрузочным резистором на вторичной обмотке $R$ и коэффициент трансформации трансформатора $N$, где: $R_{s}=R/N^{2}$.

Сердечник некоторых трансформаторов тока разъемный и шарнирный; он открывается и зажимается вокруг провода, который необходимо обнаружить, а затем закрывается, что делает ненужным освобождать один конец проводника и пропускать его через сердечник.

Еще одна конструкция с зажимом — катушка Роговского . Это магнитно-сбалансированная катушка, которая измеряет ток путем электронной оценки линейного интеграла вокруг тока.

Высокочастотные малосигнальные пассивные датчики тока обычно имеют диапазон частот от нескольких килогерц до более 100 МГц. Tektronix P6022 имеет диапазон от 935 Гц до 200 МГц. ( Tektronix 1983 , стр. 435)

Датчики постоянного тока

Трансформаторы нельзя использовать для измерения постоянного тока (DC).

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

В других датчиках тока используются датчики на эффекте Холла для измерения магнитного поля вокруг провода, создаваемого электрическим током, проходящим по проводу, без необходимости прерывания цепи для установки датчика. Они доступны как для вольтметров, так и для осциллографов. Большинство токовых пробников являются автономными и питаются от батареи или прибора, но некоторые требуют использования внешнего усилителя. (См. также: Токоизмерительные клещи )

Гибридные датчики переменного/постоянного тока

Более совершенные датчики тока сочетают в себе датчик Холла и трансформатор тока. Датчик Холла измеряет постоянную и низкочастотную составляющую сигнала, а трансформатор тока измеряет высокочастотную составляющую. Эти сигналы объединяются в схеме усилителя для получения широкополосного сигнала от постоянного тока до более 50 МГц. ( Wedlock & Roberge 1969 , стр. 154) Комбинация пробника тока Tektronix A6302 и усилителя AM503 является примером такой системы. ( Tektronix 1983 , стр. 375) ( Tektronix 1998 , стр. 571)

Зонды ближнего поля

Зонды ближнего поля позволяют измерять электромагнитное поле . Они обычно используются для измерения электрического шума и другого нежелательного электромагнитного излучения тестируемого устройства, хотя их также можно использовать для слежения за работой тестируемого устройства, не создавая большой нагрузки на схему.

Обычно они подключаются к анализаторам спектра .

Датчики температуры

Зонд термопары

Датчики температуры используются для контактных измерений температуры поверхности. Они используют датчик температуры, такой как термистор , термопара или RTD , для создания напряжения, которое меняется в зависимости от температуры. В случае термисторных датчиков и датчиков RTD датчик необходимо электрически стимулировать для создания напряжения, тогда как датчики термопары не требуют стимуляции, поскольку термопара самостоятельно генерирует выходное напряжение.

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

Демодуляторные пробники

Для измерения или отображения модулирующей формы модулированного высокочастотного сигнала — например, радиосигнала с амплитудной модуляцией пробник, оснащенный простым диодным демодулятором — можно использовать . Пробник будет выводить модулирующий сигнал без высокочастотной несущей .

См. также

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

Логические пробники

Основная статья: Логический зонд

Логический пробник используется для наблюдения цифровых сигналов .

Ссылки

• Tektronix (1983), Tek Products , Tektronix
• Tektronix (1998), Каталог измерительной продукции 1998/1999 , Tektronix
• Уильямс, Джим (август 1991 г.), Методы высокоскоростных усилителей: помощник разработчика широкополосных схем (PDF) , Рекомендации по применению, Линейная технология, AN-47

Внешние ссылки

• Азбука зондов Праймер | Тектроникс
• Пробники и аксессуары для осциллографов (PDF, 6,69 МБ), компания Keysight