Phân tích nguyên lý của đầu dò thụ động của máy hiện sóng
Các kỹ sư thường sử dụng 10 lần đầu dò điện áp thụ động Rp (9MΩ) và Cp nằm ở đầu đầu dò, Rp cho trở kháng đầu vào đầu dò, Cp cho điện dung đầu vào đầu dò, R1 (1MΩ) tượng trưng cho trở kháng đầu vào của máy hiện sóng, C1 đại diện cho điện dung đầu vào của máy hiện sóng và điện dung tương đương của cáp đồng trục cũng như điện dung của hộp bù đầu dò của sự kết hợp các giá trị. Để đo chính xác, hai hằng số thời gian RC (RpCp và R1C1) phải bằng nhau; bất kỳ sự mất cân bằng nào cũng sẽ làm biến dạng dạng sóng đo được và không bao giờ gây ra các phép đo không chính xác đối với một số thông số như thời gian tăng và biên độ. Vì vậy, cần phải hiệu chỉnh hoạt động của đầu dò dao động trước khi đo để đảm bảo độ chính xác của kết quả đo. Từ mô hình tín hiệu của đầu dò, chúng ta có thể phân tích rằng đối với phép đo tín hiệu DC, điện dung đầu vào Cp và C1 tương đương với mạch hở. Tín hiệu được chia cho Rp và R1 và đầu vào máy hiện sóng cuối cùng là: Vout{{9}[R1/Rp+R1]*Vin=1/10*Vin
Máy hiện sóng Tín hiệu đầu vào của máy hiện sóng bị suy giảm ở mức 1/10 tín hiệu đầu vào cần đo. đối với tín hiệu đầu vào tần số cao hơn, ảnh hưởng của điện kháng lên tín hiệu sẽ lớn hơn trở kháng. Ví dụ: đầu dò điện áp thụ động 1MΩ ~ 10pF tiêu chuẩn, tần số tín hiệu đầu vào là 100 MHz, tại thời điểm này, trở kháng điện dung đầu vào của đầu dò Xc (Cp)=1 / (2 × π × f × C) {{7 }}Ω, trở kháng điện dung nhỏ hơn nhiều so với trở kháng đầu dò 9MΩ, dòng tín hiệu sẽ nhiều hơn qua điện dung đầu vào được cung cấp bởi mạch điện trở thấp, mạch điện trở cao của trở kháng 9MΩ tương đương với bypass. Cũng có thể hiểu là kết nối song song 159Ω và 9MΩ sau trở kháng tương đương 159Ω. Lúc này, đầu vào thực tế của biên độ tín hiệu dao động (AC/tần số cao) được xác định bởi điện dung đầu vào của đầu dò cũng như tỷ số của tổng điện dung của vòng lặp, tương đương với: Vout=[Cp/Cp+C1]*Vin
Thông thường, cáp đầu dò thụ động có tải điện dung 8-10pF/foot (1 foot foot=12inch inch=0.3048 mét mét) và thời gian tăng 1,5nS/foot. Đối với cáp 6 feet, có điện dung 60pF, cộng với điện dung đầu vào 20pF của máy hiện sóng thông thường và một số điện dung đi lạc, khoảng 90pF hoặc hơn. Theo cách phân chia điện áp 1:10, điện dung đầu vào của đầu dò phải ở khoảng 10pF để đáp ứng đặc tính suy giảm đầu vào Vout/Vin{{14}[10/10+90]=1/10 theo hệ số 10. Có tính đến một số lỗi trong điện dung của đầu dò và cáp, cần sử dụng hộp bù điện dung của đầu dò để thực hiện bù mạch, do lỗi, điện dung đầu vào của đầu dò điện áp thụ động thường nằm trong khoảng 8 ~ 12pF . Hiện tại, mô hình tải đầu vào đầu dò điện áp thụ động 10 lần chủ đạo thường có điện dung đầu vào 8 ~ 12pF, điện trở đầu vào 9M ohm.
