Advies gevraagd over scoop probe

koop maar de originele 1:1 probe van fluke dan ...

Op 6 juni 2007 17:53:17 schreef free_electron:
koop maar de originele 1:1 probe van fluke dan ...

Begrijp uit je opmerking dat orgineel eigenlijk het beste is...natuurlijk.
Maar zo extreem wil ik het ook niet stellen, maar probeer wel in de buurt te komen.
Zijn die probes van picoscope aan te bevelen om te gebruiken?

Als je de 200MHz bandbreedte wilt gebruiken heb je een FET probe of een 50 Ohm probe met weerstandsdeler nodig (kun je zelf maken: http://www.emcesd.com/1ghzprob.htm).

Met een standaard probe 1:1 / 1:10 kom je niet boven de 100MHz. Die hebben een veel te grote ingangscapaciteit. Waarschijnlijk heeft jouw oscilloscoop een 50 Ohm stand op de ingangen zitten.

Er zijn standaardprobes die gaan tot 250MHZ en meer, passief.

TESTEC is zo'n merk, die hebben probes van 15/150Mhz, 20/250Mhz en 30/300Mhz in hun gamma, de eerste bandbreedte is bij 1:1 en de 2e bandbreedte bij 1:10 uiteraard.
En voor zo'n enkele probe betaal je al snel 50euro of meer, das gewoon de prijs.

20/250Mhz

30/300Mhz
Maar let wel, dat zijn gewone passieve dingen, switchbaar tussen 1:1 en 1:10.
Als je gaat naar een goede differentiële probe van die bandbreedte, dat kost je snel -ga even zitten- 1000 euro.

En zoals gezegd voorheen, er zijn 1Mohm scoopingangen en 50Ohm types, de laatste kom je vooral tegen bij duurdere scopen die hoge bandbreedte bezitten.

- - big bang - -

[Bericht gewijzigd door big bang op woensdag 6 juni 2007 21:39:25 ]

@Nico.Is wel een optie om evt. zoiets te maken, bedankt voor die info.

@Big bang. Het blijkt inderdaad dat je al snel rond de € 50,- kwijt bent.
Ben al hier en daar wezen kijken, maar voor veel minder gaat het eigenlijk niet.
Denk dat picoscope een bestelling krijgt van mij voor 3 stuks 10/250Mhz 1:1 / 1:10.
Heb er dan in totaal 4, er zat ook 1 probe bij.
Bedankt voor de reacties.

Op 6 juni 2007 21:37:25 schreef big bang:
Er zijn standaardprobes die gaan tot 250MHZ en meer, passief.

TESTEC is zo'n merk, die hebben probes van 15/150Mhz, 20/250Mhz en 30/300Mhz in hun gamma, de eerste bandbreedte is bij 1:1 en de 2e bandbreedte bij 1:10 uiteraard.

je bedoeld omgekeerd zeker ?

1:10 of 10:1, allez verzwakking 10x of -20dB.

- - big bang - -

Er zijn fundamentele wetten uit de fysika die beletten dat je aan 200Mhz nog een passieve probe kunt maken van een deftige lengte (ook niet onbelangrijk) en een hoge impedantie.Laat je dus niet in de zak zetten.
Zoals door andere formugenoten reeds vermeld is een Fetprobe de goede oplossing. Al de rest heeft om te beginnen al teveel eigencapaciteit waardoor de metingen waardeloos worden. Mag de meting laagohomg zijn, maak dan een transmissielijn op 50 of 75 ohm maw een stuk coax draad:-)

RS-components heeft ook mooie (passive) probes van het merk PMK. Heb zelf 2 probes van het type PMTGR321R Scope probe,22/350MHz,x1/x10 (RS stock:342-8265). Kosten 56 euro/stuk ex btw. Ze bevallen prima. Goedkopere probes zijn er mischien ook wel (kijk maar eens op e-bay), maar daar zal de kwaliteit ook een stuk minder van zijn. De meeste probes zijn veeel duurder.

Verder heb ik ook nog 2 zelf gemaakte FET probes volgens elektuur recept. ook deze doen het prima. Ze hebben geen top prestaties van de profesionele FET probes, maar deze kosten maar iets van 10 euro aan onderdelen. Gebruik deze alleen als ik merk dat de passieve probe het signaal beinvloed.

@jongenswetenschappen en nico.c: Als je bij deze hoge frequenties geen passive probes meer kan maken, waarom leverd b.v. agilent standaard passieve probes bij hun scopes onder de 1GHz?

@Lexy; ze hopen dat je nog eens weerkomt bij hen om een actieve probe te kopen (die zullen niet meer hoogimpedant zijn op 1Ghz)

Ok dat snap ik. Maar wat zijn de fysike grensen dan waartegen de passive probes aanlopen? Komt dat omdat de impedantie sterk afneemt bij hogere frequenties? Of zijn d'r nog andere factoren?

Een probe is een 'raar' ding; het is GEEN afgestemde lijn, maar gewoon een draad die afgeschermd is van de buitenwereld door een mantel. Daardoor ontstaat er frekwentieafhankelijk gedrag. Om dit zoveel mogelijk te beperken is de middenader zo fijn mogelijk gemaakt (bijna haarfijn). Maar toch beginnen vanf 100Mhz de capacitieve belasting de weerstand van de middenader en de inductie hun rol te spelen. Hierdoor gaat oa de impedantie naar beneden en wordt de output kleiner. Er komt nog steeds iets uit bij 1 Ghz, akkoord maar je kan het louter indicatief gebruiken. Beetje contradictorisch met het feit dat je scoop op 0,5% nauwkeurig is...

Ok duidelijk. Eigenlijk wist ik dat ook wel. Maar het is zoals altijd als je iets aan het meten bent: Je moet de eigenschappen (vooral de grensen) van je meetapparatuur kennen.

Het is dus eigenlijk zo: je kan goed signalen tot ongeveer 100MHz meten met een passive probe. Signalen daar boven zullen ge-attenueerd zijn. De hoeveelheid attenuatie licht aan de impedantie van de bron ('hardheid' van het signaal) en de ingangs capaciteit van de probe.

@lexy: dat ook, zeker en vast, maar er komt ook minder uit je probe. en zeg nu zelf, wat is het nut van een hoogimepdante meting op 100Mhz met een parrallelcapaciteit van 15pF? Bvb, locale oscillators van een FM radio springen hierdoor al van 98Mhz naar over de 110...

Op 6 juni 2007 22:40:35 schreef big bang:
1:10 of 10:1, allez verzwakking 10x of -20dB.

- - big bang - -

wat ik bedoeld is dat die probe 200MHZ haalt als ze 1:1 staat en maar 20MHz meer als ze 1:10 staat ...

Active probes lossen dat op. maar das $$$ zeker als je een snelle wilt. een echte actieve probe heeft de gate van een fet aan de tip hangen. nadeel is dat, als je niest in de richting van die probe de gate doorslaat bij wijze van spreken.

@jongensenwetenschap: klopt de input van je scoop is misschein 10pF maar dan moet je met een 1:10 probe meten. de cap wordt dan ook afgedeeld en je houdt dan misschien 1.5 pf over. maar dan loop je weer tegen de attenuatie van de probe aan... tis ene kip-ei probleem

Op 6 juni 2007 23:53:49 schreef free_electron:
[...]wat ik bedoeld is dat die probe 200MHZ haalt als ze 1:1 staat en maar 20MHz meer als ze 1:10 staat ...

Weet je dat echt zeker? De agilent probes die hoog gaan zijn allen 10:1 (of zelfs 100:1). De 20MHz probe is daarentegen maar een 1:1 geval.
http://www.home.agilent.com/USeng/nav/-536902857.0/pc.html

Daar had ik free_electron hier http://www.circuitsonline.net/forum/view/48870/1 ook al op gewezen. Maar waarschijnlijk overheen gelezen.

inderdaad, Verzwakkende probes gaan hoger dan de 1:1 .Er bestaan trouwens ook 1: 100 probes.

@lexy :
er is nog een fundamentele wet: doe het volgende experiment: neem een draad van 1,2 meter en zet er 100Mhz op. sluit de andere kant aan op de scoop. er zal niet eel meer door komen om dat de draadlengte niet vel meer langer is dan de golflengte van het signaal. maw je krijgt een antenne. Een probe is in wezen niet anders dan een draad met electrstatische afscherming. Dat er toch nog redelijk wat signaal doorkomt wijst erop dat je probekabel transmissielijn gedrag begint te vertonen, en dit gaat ten koste van de hoge weerstand.
Een fetprobe lost dat op door het signaal te bufferen in de kop en dan over een 50 of 75 ohm coax te sturen, gaat makkelijk tot 2 Ghz.

@free. wie niest er nu op zijn dure probes?

Op 6 juni 2007 22:08:29 schreef free_electron:
[...]

je bedoeld omgekeerd zeker ?

In de 1:10 (of 1:100) stand heeft een standaard probe de laagste ingangscapaciteit (gemiddeld zo'n 15pf). In de 1:1 stand staan de capaciteit van de probe en de kabel parallel aan de ingangscapaciteit van de oscilloscoop. In de 1:1 stand heb je dus al snel meer dan 30pf aan capaciteit aan de schakeling hangen.

In de 1:10 stand staat heb je slechts 1/10 van de ingangscapaciteit van kabel+scoop parallel aan de probe.

neen. een 1:1 is veel breedbandiger dan een 1:10

simpelweg om de volgende reden :

1:1 probe

       kabel                      BNC
tip <-============================>>----+----+--
                                      10pf 1MEG 
                                        |    |
                                       GND  GND

1:10 probe

              kabel                      
tip <-9Mohm-======================>>----+----+--
                                      10pf 1MEG 
                                        |    |
                                       GND  GND

kijk eens wat een pracht van een laagdoorlaatfilter je daar maakt ... 9 megaohm in en 10pf naar grond. reken zelf uw kantelfrekwenties uit ....

het i WEL zo dat dergelijk probe het te meten signaal minder belast en dat het te meten signaal nu maar 1/10 van de capaciteit ziet. dus wat Nico schrijft is juist. Maar de attenuatie over frequentie van de probe verandert drastisch ! en dat levert enorme meetfouten op.

En voor de echt ongelovige thomassen : ik heb het even doorgesimuleerd hieronder. een blokgolf van 1 MHz 1 volt pp met een dc clamped op gnd ( dus signaal gaat tussen 0 en 1 volt ) met ene bron impedantie van 1kiloohm.

Met die 1:10 probe schiet daar niks van over .... en je ziet zelfs een ander probleme opduiken : dat spul integreert !

nu gebied de eerlijkheid me te zeggen dat in een echte 1:10 probes er een compensatienetwerk zit in de vorm van een condensator parallel over de 9Mohm ! daarmee trekken ze de attenuatie terug recht voor hoge frequenties. maar dat spul blijft frequentieafhankelijk. het probleem is dat gans dat netwerk frequentieafhankelijk is. de impedantie van probe + scoop is niet noodzaklijk constant. de attenuatie blijft gelijke maar er kan zich dit voor doen :

                             
bron --- 1k bron impedantie ---  9 meg --- 1meg -- gnd
                                        |
                                      te meten signaal

bron --- 1k bron impedantie ---- 0.9meg --- 0.1 meg -- gnd
                                         |
                                        te meten signaal

en in extreem geval

bron --- 1k bron impedantie ---- 0.9k --- 0.1 k -- gnd
                                         |
                                        te meten signaal

in alle bovenstaande gevallen is de attenuatie van de probe 1:10 maar in combinatie met de bronimpedantie verandert je gemeten waarde verschrikkelijk !

bij een 1:1 probe heb je dat fenomeen veel minder. die 9 meg is weg en je hebt alleen last van de ingagnscapaciteit zelf die een variabele impedantie vormt over frequentie.

die agilent breedbandige passieve probes lossen dat op een nog andere manier op ... in de probe 'pod' zit een calibratie eeprom met daarin de bandpass curve ... de scope lest die en de rest is software.

[Bericht gewijzigd door free_electron op donderdag 7 juni 2007 19:40:08 ]

Sorry free, maar dat slaat echt helemaal nergens op!
Je moet je flink schamen. Terug naar school Er zijn genoeg links gepost waarin precies wordt uitgelegd hoe een probe WEL werkt.

In de 1:10 stand zit er een trimcondensator parallel aan de 9M Ohm weerstand die je zodanig moet afregelen dat deze precies 1/9de van de ingangscapaciteit van de scoop is. Je krijgt dan een capacitieve deler die alle frequenties perfect doorlaat.

De belasting die de schakeling dan nog ziet is de capaciteit van de probe plus iets minder dan 1/9 van de ingangscapaciteit van de scoop. Lees http://www.emcesd.com/1ghzprob.htm eens goed door, daar staat het (o.a.) exact uitgelegd.

Een probe die werkt zoals jij beschrijft zou niet verder komen dan 2 kHz. Dat kan natuurlijk nooit kloppen.

ik was nog niet helemaal klaar met mijn verhaal... der ontbrak nog ene stuk

Enfin, we hebben daar vroeger op school ook in de tijd nog eens aan gerekend, het is in feite een stuk transmissielijn met een aantal compensatiemaatregelen om dat laagdoorlaatfiltergedrag te compenseren. Het is meestal gebaseerd op een vervangingsschema zoals dit:

----/\/\/\-----------------
 |           |     ____|
 |____||_____|     |   |
      ||          _|_ | | 
                  ___ | |
                   |  | |
                   |   -
___________________|___|__

wat af te regelen is tot een verregaand frequentieonafhankelijk gedrag (na een poosje houdt het toch op). Waar je wel mee blijft zitten is de stijgtijd van het systeem, best zo klein mogelijk, en daarop gebaseerd kan je ook de bandbreedte berekenen:

BB=0.35/Tr BB:bandbreedte in Hz
Tr, risetime in sec
Zo regelen ze probes meestal ook in, zeer snelle blokgolf eraan, in en uitslingergedrag wordt dan bekeken en afgeregeld zodanig dat de hoekjes er zo netjes mogelijk uitzien, zonder afronding(lowpass dominantie) of doorschot(highpass dominantie).

Trouwens, nu we toch bezig zijn, risetimes van bron, probe en scope mogen NIET zomaar opgeteld worden. Dat gebeurt door som van kwadraten onder de wortel.

Tr_tot= wortel( (Tr_sig)² + (Tr_p)² + (Tr_s)² )

Tr_tot is de totale risetime die op je scoop afgebeeld wordt
Tr_sig is de risetime van de signaalbron
Tr_p is de risetime van de probe
Tr_s is de risetime van de scoop

Wil je de stijgtijd van een signaal kennen, dan moet Tr_tot meten en vervolgens Tr_sig isoleren:

Tr_sig= wortel( (Tr_tot²) - (Tr_p²) - (Tr_s²) )

- - big bang - -

[Bericht gewijzigd door big bang op donderdag 7 juni 2007 19:43:11 ]

klopt de absolute attenuatie van de scoop + probe blijft 1:10 in gans dat verhaal. probleem is als je aan en hoogimpedant circuit gaat meten dat de boel dan kipt omdat je een tweede attenuator krijgt tussen de bron impedantie en de scop+probe impedantie .

de attenuatie van de scoop blijft 1:10 maar zijn impeantie verandert over frequentie.

das ook de reden dat in die link van die 1GHz probe die mens ene attenuator maakt die veel laagohmiger is om van die miserie vanaf te zijn.

bon en nu ist gedaan voor 3 1/2 weken (der is geen internet waar ik naar toe ga .. zelfs geen mobiele telefoon ! ). ben weg naar de luchthaven. amuseer jullie, stook niet teveel componenten op, en verbrand jullie vingers niet aan de soldeerpook.

[Bericht gewijzigd door free_electron op donderdag 7 juni 2007 20:07:25 ]