Osnovna analiza pasivnih sond osciloskopa
Inženirji običajno uporabljajo 10-kratnik pasivne napetostne sonde Rp (9MΩ) in Cp se nahaja na konici sonde, Rp za vhodno impedanco sonde, Cp za vhodno kapacitivnost sonde, R1 (1MΩ) predstavlja vhodno impedanco osciloskopa, C1 predstavlja vhodno kapacitivnost osciloskopa in ekvivalentno kapacitivnost koaksialnega kabla ter kapacitivnost kompenzacijske škatle sonde kombinacije vrednosti. Za natančno merjenje morata biti obe časovni konstanti RC (RpCp in R1C1) enaki; vsako neravnovesje bo povzročilo popačenje izmerjene valovne oblike in nikoli ne bo povzročilo netočnih meritev nekaterih parametrov, kot sta čas vzpona in amplituda. Zato je potrebno pred meritvijo umeriti delovanje sonde osciloskopa, da zagotovimo točnost merilnih rezultatov. Iz signalnega modela sonde lahko analiziramo, da sta pri enosmernem merjenju signala vhodni kapacitivnosti Cp in C1 enakovredni odprtemu krogu. Signal je deljen z Rp in R1, končni vhod osciloskopa pa je: Vout=[R1/Rp+R1]*Vin=1/10*Vin
Osciloskop Vhodni signal osciloskopa je oslabljen na 1/10 vhodnega signala, ki ga je treba izmeriti. pri vhodnih signalih z višjo frekvenco bo učinek kapacitivne reaktanse na signal večji od impedance. Na primer, standardna sonda pasivne napetosti 1MΩ ~ 10pF, frekvenca vhodnega signala 100MHz, trenutno vhodna kapacitivna impedanca sonde Xc (Cp)=1 / (2 × π × f × C) {{7 }}Ω, kapacitivna impedanca je veliko manjša od impedance sonde 9MΩ, signalni tok bo večji skozi vhodno kapacitivnost, ki jo zagotavlja nizkouporno vezje, visokouporno vezje impedance 9MΩ je enakovredno obvodu. Lahko se razume tudi kot vzporedna povezava 159Ω in 9MΩ po ekvivalentni impedanci 159Ω. V tem času je dejanski vhod v amplitudo signala osciloskopa (AC / visoka frekvenca) določen z vhodno kapacitivnostjo sonde in razmerjem skupne kapacitivnosti zanke, kar je enako: Vout=[Cp/Cp+C1]*Vin
Običajno ima kabel pasivne sonde kapacitivno obremenitev 8-10pF/čevelj (1 čevelj čevelj=12palčni palec=0.3048 metrov meter) in čas vzpona 1,5 nS/čevelj. Za kabel, dolg 6 čevljev, je kapacitivnost 60 pF, plus vhodna kapacitivnost 20 pF tipičnega osciloskopa in nekaj potepuških, približno 90 pF ali tako. V skladu z razdelitvijo napetosti 1:10 mora biti vhodna kapacitivnost sonde približno 10 pF, da zadosti karakteristiki Vout/Vin=[10/10+90]=1/10 vhodnega slabljenja s faktorjem 10. Ob upoštevanju kapacitivnosti sonde in kabla nekaterih napak je treba uporabiti škatlo s kompenzacijsko kapacitivnostjo sonde za izvedbo kompenzacije vezja, zaradi napake je vhodna kapacitivnost sonde pasivne napetosti na splošno med 8 ~ 12 pF . Trenutno je glavni model vhodne obremenitve 10-kratne pasivne napetostne sonde na splošno vhodna kapacitivnost 8~12pF, vhodni upor 9M ohmov.
