Як влаштовані щупи осцилографа

Натрапив на кльовий документ про те, як влаштовані щупи осцилографів. Кілька років тому, я сам намагався зробити щуп і дивувався, чому в мене виходить така відверта лажа. Виявляється, не все так просто. Тепер я не дивуюсь, чому щупи коштують так дорого.

Якщо коротко, то провід щупа є довгою лінією і не правильно уявляти його у вигляді ємності до землі, як це роблять зазвичай, ставлячи компенсуючу диф. ланцюжок.

Крім того, що цю лінію потрібно навантажувати на хвильовий опір з обох кінців, так ще й лінія повинна бути з втратами, щоб не допускати локальних резонансів.

Опір щупа x10 дорівнює 10 мегаОмам тільки на низьких частотах, на частотах вище конденсатор, що компенсує, і еквівалентний конденсатор в осцилографі стають практично короткими замиканнями. Вхідний опір щупа виявляється рівним сумі опорів термінаторів та втрат на лінії (порядку 100 Ом).

Проводок, яким підключають землю щупа має індуктивність порядку 150нГн + 50нГн залишку щупа. Виходить, що на частотах вище 10МГц він вносить суттєву похибку до вимірювань.

Все це у великих деталях розжовано у статті із Silicon chips

Не забуваємо підлаштовувати ємність на щупі.
Різниця між щупами з різною смугою пропускання по відношенню до деталей – у більш широкосмугових щупах більше уваги приділено дроту – він зроблений з більш тонкого та якісного дроту, а в щупі менше паразитних ємностей.
x10 щуп має опір 10М лише на низьких частотах на граничних частотах його опір порядку 100Ом.
Паразитна індуктивність земляного підключення псує сигнали вище 10МГц. Використовуйте спеціальну насадку, яку можна надіти на щуп прямо біляйого кінчик.
Провід у щупа (особливо, високочастотного) дуже ніжний, так як усередині знаходиться дуже тоненька тяганина з високим опором.
Особисто для себе я відзначив деталь, що мене цікавила раніше: Не має значення, де саме знаходиться конденсатор компенсатора - біля щупа або біля осцилографа.

Добра людина надіслала мені книжечку від самого Тектронікса з приводу того, як у них влаштовані щупи. Він стверджує, що зібрав по ній щуп 1/100 і все вийшло цілком вдало.