Que dois-je savoir sur les sondes d'oscilloscope?

J'ai rencontré un oscilloscope Hitachi V-355 et un ami qui est prêt à me donner un accord si je le veux. Malheureusement, aucune sonde ne vient avec. Je cherchais des sondes, seulement pour apprendre qu'elles sont STUPIDES chères (que ce soit ou je suis STUPIDE bon marché), et je n'en trouve aucune à emprunter.

Voici donc ma pensée: j'ai une tonne de sondes de test de, disons, mon multimètre. J'ai une écurie de câbles patch dans chaque configuration possible de fiche banane / pince crocodile / pince à ressort. J'ai également un tas de connecteurs et d'adaptateurs BNC dans mon kit de réparation de câble vidéo.

Alors, voici ma question: puis-je simplement souder un câble à pince crocodile à un connecteur BNC et avoir une sonde d'oscilloscope? Ou y a-t-il quelque chose de spécial à l'intérieur de ces sondes qui les fait coûter 50,00 $?

Si ce dernier, et je finis par mordre la balle et devenir réel, honnête et pour de vraies sondes d'oscilloscope, de quoi dois-je être conscient lors de l'achat?

Les sondes d'oscilloscope ne sont pas seulement des morceaux de fil avec une extrémité pointue attachée à eux. En plus du bâton pointu et de la pince crocodile, la sonde typique aura à l'intérieur les circuits d'atténuation d'entrée et les circuits d'adaptation d'impédance.

Fondamentalement, le front-end d'entrée de l'oscilloscope a sa propre capacité interne et sa propre résistance interne. Afin d'éviter la distorsion du signal, la capacité de la sonde doit correspondre à la capacité de l'oscilloscope. S'il n'est pas bien assorti, vous obtiendrez un dépassement ou un sous-dépassement. La plupart des oscilloscopes ont à l'avant un connecteur de compensation de sonde qui fournit un signal de test qui peut être utilisé pour régler la capacité de la sonde. Voici l'image de l'effet:

La résistance de la sonde fournit une atténuation d'entrée et elle fonctionne avec la résistance d'entrée de l'oscilloscope. Les sondes 1x / 10x habituelles auront un interrupteur qui insère ce qui est généralement une résistance en série avec le signal. Dans la portée, il y a généralement une résistance pour l'atténuation d'entrée. En mode 1x, vous n'avez que cette résistance, tandis qu'en mode 10x, les deux résistances fournissent une atténuation de .1 M Ω 10 M $9 \mbox{ } M \Omega$$1 \mbox{ } M \Omega$$10 \mbox{ } M \Omega$

Parallèlement à la résistance d'entrée de la sonde, vous avez le condensateur de compensation. Lors de l'achat d'une sonde, vous devez faire attention à ce que la valeur du condensateur puisse correspondre à la valeur de la capacité d'entrée de l'oscilloscope.

Une autre partie importante de la sonde est la capacité de la pointe. Il est modélisé comme un condensateur en parallèle avec le signal. Son but est de ralentir le temps de montée du signal entrant dans la sonde, ce qui est généralement considéré comme un effet négatif. La capacité de la pointe ne sera probablement pas trop importante pour une portée telle que celle que vous envisagez, mais pour les fréquences plus élevées, cela pourrait causer des problèmes lorsqu'une mesure précise du temps de montée est nécessaire.

Certaines sondes ont également ce qu'on appelle une compensation haute fréquence. Vous ne voulez probablement pas payer pour une telle sonde, mais je vais juste le mentionner pour être complet. La partie de compensation haute fréquence sera généralement dans le connecteur du câble BNC de la sonde et consiste en une connexion en série d'une résistance et d'un condensateur variable placés parallèlement au chemin du signal. Il est utilisé pour résoudre les problèmes d'augmentation d'impédance avec la fréquence due à l'inductance du câble. Fondamentalement, l'impédance diminuera plus ou moins linéairement avec la fréquence jusqu'à ce que nous atteignions la fréquence de résonance de la sonde. Après cela, il augmentera. Le système de compensation est utilisé pour éloigner le point de fréquence de résonance de la plage de fréquences avec laquelle nous souhaitons utiliser l'oscilloscope.

Enfin, un livre gratuit est disponible auprès de Tektronix (si vous souhaitez leur donner votre adresse e-mail) qui explique en détail le fonctionnement des sondes. Il s'appelle ABC des sondes et est actuellement disponible à partir d' ici .

Qu'est-ce qui est trop cher?

J'ai eu d'excellentes expériences avec les sondes d'oscilloscope dealextreme à 12 $ ultra-bon marché :

Ils semblent être presque identiques aux sondes fournies avec les oscilloscopes Owon Digital, et pour 12 $, ils sont pratiquement jetables. J'ai d'abord acheté une paire par curiosité, et ils étaient assez gentils pour que j'en achète deux autres. Le coaxial est très agréable et doux et flexible, et ils sont bons jusqu'à au moins 10 Mhz (je n'ai pas de générateur de signal plus rapide pour le moment), d'après mes tests.

Dealextreme a également beaucoup d' autres sondes de portée, de vitesse variable, etc ...

Cette page contient des informations sur le réglage des sondes d'oscilloscope et fournit un modèle simplifié de sonde. Même avec des sondes passives haut de gamme, elles doivent être calibrées pour correspondre aux frontaux analogiques d'un oscilloscope donné. Sinon, vous obtiendrez des effets d'atténuation / de dépassement visibles étranges.

Remarquez que les longs câbles non blindés agissent comme une antenne et captent le bruit EMI de l'environnement. Vous voulez que vos fils soient courts pour fournir la meilleure réponse haute fréquence.

Vous pouvez également obtenir des sondes 35 MHz pour moins de 50 $. Ces sondes TPI à 60 MHz coûtent environ 35 $.

Vous pouvez également tenter votre chance sur Ebay , bien que je déconseille fortement quelque chose qui semble trop beau pour être vrai.

Utilisez-les uniquement pour les signaux, jamais comme câbles d'alimentation. Le fil central est très mince pour maintenir une capacité faible (*), et trop de courant peut les brûler.

(*) La capacité d'un câble coaxial est déterminée par le rapport diamètre intérieur / extérieur.

Vous pouvez souder des pinces crocodiles sur des connecteurs BNC et obtenir une "sonde" qui fonctionne aux basses fréquences. Cependant, cela ne fonctionnera pas bien aux hautes fréquences. Si vous voulez comprendre pourquoi, je vous suggère de lire Comment le courant sait-il combien circuler, avant d'avoir vu la résistance?

Des sondes qui fonctionneront assez bien pour une utilisation amateur jusqu'à 35 MHz (la limite de cette portée, semble-t-il) peuvent être obtenues pour bien moins de 50 $. Essayez MPJA . Je possède une paire de leurs sondes 40 MHz depuis des années, et elles fonctionnent au moins aussi bien que mon oscilloscope 30 MHz pas cher.

Cela semble être beaucoup d'informations décourageantes ici. Je dirais - si vous osez, construisez-le. c'est une excellente façon d'apprendre comment les choses fonctionnent et une excellente méthode pour trouver le bon équilibre entre «bon marché» et «utile».

Quoi qu'il en soit, un connecteur BNC avec deux pieds de câble coaxial et certains connecteurs fonctionneront. Il pourrait ne pas être idéal à des fréquences élevées, il pourrait atténuer les bords des signaux à changement rapide, le chargement de certaines sortes de circuits à très haute impédance / signal faible pourrait être loin d'être optimal - mais cela fonctionnera. Si vous trouvez finalement qu'un tel équipement fait maison limite ce que vous faites - alors achetez-en un sur étagère ou faites-en un meilleur vous-même.

Vous n'allez rien tuer, vous pourriez juste obtenir des mesures moins que parfaites.

J'ai au moins quatre sondes d'usine dans mon laboratoire, mais une fois que j'en ai manqué au besoin pour connecter également une source de déclenchement et un générateur de forme d'onde. Dommage. J'ai donc pris une vieille base d'antenne UHF et coupé le BNC avec quelques pieds de câble. Au départ, je l'ai utilisé uniquement pour la sortie du générateur et à 20 MHz, c'était bien. Plus tard, cependant, je l'ai utilisé comme sonde d'entrée d'oscilloscope et cela a très bien fonctionné malgré le câble RG58 générique utilisé pour cela - le signal d'onde carrée avait les fronts montant / descendant un peu plus "arrondis" que ce à quoi je m'attendais, mais rien de tragique aussi.

Voici une joli PDF d'Agilent joli PDF de Keysight avec des informations sur les sondes.

Ou y a-t-il quelque chose de spécial à l'intérieur de ces sondes qui les fait coûter 50,00 $?

Bien sûr, jetez un œil à cette sonde ZS2500 de LeCroy au prix de 7 160,40 $. Vous payez toute cette valeur pour pouvoir voir des signaux haute vitesse avec fidélité, et sans trop modifier les caractéristiques du circuit mesuré.

Vous n'avez besoin de rien d'extraordinaire lorsque vous travaillez sur les basses fréquences et la basse tension. J'ai commencé à utiliser du fil simple avec les extrémités dénudées et à les brancher à l'entrée axiale centrale, et un seul fil d'alligator comme terre sur l'axe axial extérieur. Fonctionne très bien lors de l'analyse des ASM logiques. Je fais de même avec la station multimètre, assurez-vous simplement que vous ne mesurez rien à haute tension et / ou à intensité élevée, sinon vous brûlerez plus que le bout des doigts et le fil.

Si vous êtes un débutant complet, ne le risquez pas, assurez-vous d'apprendre les bases et les dangers, sous supervision, avant de commencer à pirater vos propres solutions à petit budget.