Puntas de prueba
La punta de prueba es el nexo entre la fuente de señal a visualizar y la entrada del osciloscopio, y sus características pueden afectar a la señal que se está midiendo.
Puntas de prueba
Su diseño busca:
Buena conexión entre el ORC y la fuente
Fidelidad
Que no cargue al generador
Inmunidad al ruido
Puntas de prueba
Problemas con el ancho de banda.
El ancho de banda de la punta de prueba debe ser 5 veces mayor que el del Osciloscopio
Cada fabricante de Osciloscopio recomienda el uso de determinadas puntas de prueba, ya que todo el conjunto forma el sistema de medición.
Problemas con el Rango dinámico.
Todas las puntas de prueba tienen un límite máximo de tensión.
Las puntas pasivas tienen limites que van de los cientos a los miles de volts
Las puntas activas como mucho llegan a la decena de volts.
Puntas X1
Puntas X10
Puntas X100 ( rigidez dieléctrica)
Puntas de prueba
Punta X1 (Ej:Tektronik P2200, con TDS1000/2000)
Características del Sistema de Medición:
-Capacidad de entrada: 80-110pF
Resistencia de entrada: 1MOhm (a DC)
Tiempo de establecimiento : < 50 ns
Se debe bajar el Q de la línea, amortiguando con una resistencia en serie de 300?. En general se una un resistor distribuido en forma de una línea con pérdidas, por ejemplo Bario-Niquel, que posee 350 ohm/metro.
Chequear del manual!
Puntas de prueba
Chequear del manual!
Punta X10 (Ej:Tektronik P2200, con TDS1000/2000)
Características del Sistema de Medición:
-Capacidad de entrada: 13-17pF
Resistencia de entrada: 10MOhm (a DC)
Tiempo de establecimiento : < 2,2 ns
Puntas de prueba
Punta X10
Puntas de prueba
Cual es la impedancia de la punta ?
Puntas de prueba
Punta X10
Sobre compensado
Puntas de prueba
Punta X10
Subcompensado
Puntas de prueba
Punta X10
Todos los osciloscopios viene con una conexión para compensar las puntas
La misma provee de una señal rectangular de 5V-1KHz (típico)
Las puntas vienen acompañadas por un accesorio (simil destornillador) que permite realizar el ajuste del capacitor de compensación hasta obtener la compensación óptima
Puntas de prueba
Punta X10
Para compensar la punta se hace con una señal rectangular, que es una sucesión de escalones, y se varía Cp hasta lograr los flancos bien definidos en la señal. La frecuencia de esta señal no puede ser muy alta, ya que lo que desea observar es el transitorio, por lo que el semiperíodo de la señal deberá ser mayor que 4 constantes de tiempo, alrededor de 200µseg, por lo que se usa una señal de 1Khz cuyo T72=500µseg.
Cuando se hacen mediciones, debe considerarse cómo afecta la punta al circuito que conecta, de manera tal de tener en cuenta el error de método
Para mediciones en DC puede tenerse un circuito como el siguiente
Mediciones en DC
Cuando se conecta la punta de prueba se tiene
En este caso el error de método es despreciable (0,1%), pero si Rp fuese menor o por el contrario Ri fuese mayor el efecto sería notorio
En estas situaciones, el análisis es un poco más profundo
Aún en un circuito a medir compuesto sólo por resistencias, el efecto capacitivo de la impedancia de la punta puede empezar a pesar si la frecuencia aumenta
Mediciones en AC
Para minimizar este efecto, debe disminuirse Cp y por lo tanto empezar a pensar en una punta pasiva X10 o Activa (entrada con FET) donde Cp baja notablemente
Cuando se trabaja en AC, la punta deja de presentar una impedancia puramente resistiva,
El módulo deja de ser 10MOhm (típico) a medida que la frecuencia aumenta
Esta situación debe ser analizada para no cargar el circuito a medir, y de esta forma dañarlo o modificar su funcionamiento
Mediciones en AC (Impedancia de la Punta)
El clip de conexión de tierra (Cocodrílo) es un factor de problemas a medida que los flancos de las señales son cada vez más abruptos, o aumenta la frecuencia y las componentes parásitas empiezan a tener peso
El agregado de cables de extensión ya sea en el Tip o en el cable de tierra pueden generar un efecto que ya no es despreciables
Incluso aquellas partes que son originales de la punta (como el Cocodrilo o el Capuchón) pueden empezar a molestar. La inductancia del cable de tierra, así como la capacidad adicional del capuchon deben estar bajo observación
Mediciones en AC
Medición con Punta x1
en un divisor resistivo
Modelo de una punta x10 conectado a una fuente ideal
Es notorio el efecto de Ringing al extender el cable de tierral de la punta
Mediciones en AC
Incluso la conexión del Tip mediante un cable puede empeorar el RiseTime (en el ejemplo de 4,74nS a 5,67nS)
Cuando estos factores son críticos en puntas pasivas, se recurre a conectores de adaptación, que deben estár previstos en el circuito a medir para poder minimizar los componentes parásitos
Mediciones en AC