Come si collega una molla a terra dell'oscilloscopio?


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A volte è necessario assicurarsi che il cavo di massa della sonda dell'oscilloscopio non crei errori di misurazione come squilli e superamento. In varie forme, ho visto (e usato con successo) una molla a terra per misurare un circuito. Ho preso spudoratamente in prestito l'immagine di AndrejaKo per assicurarmi di essere tutti sulla stessa pagina:

Sonda per oscilloscopio con connettore di massa a molla

Ho determinato che questa lunghezza del cavo è essenziale in alcune delle mie configurazioni di test, ma richiede un'attenzione costante per assicurarsi che non stia cortocircuitando qualcosa, perdendo una connessione o sondando la cosa sbagliata. Ciò limita la mia capacità di svolgere altre attività nella configurazione di prova e lo rende poco pratico per altre configurazioni che non consentono quel tipo di accesso in sicurezza (condizioni cieche o pericolose).

Come si collega una sonda oscilloscopio al circuito in prova con un conduttore di terra da 1/2 "(1 cm) o altrimenti si ottiene una configurazione a larghezza di banda elevata a mani libere?


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Sono stato conosciuto per saldare ganci realizzati con gambe di resistori, o in casi estremi prese SMA, per prototipare PCB ...
Brian Drummond

@BrianDrummond Ma non sarà esattamente sul posto, vero? Che dire delle parti SMT? Il filo sciolto ed esposto porta a fuochi d'artificio emozionanti.
W5VO,

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Un avvertimento sull'uso di una presa SMA come jack per punta della sonda dell'oscilloscopio: dopo diversi cicli di inserimento / rimozione senza distensione meccanica, l'anta di contatto SMA può deformarsi, creando un contatto intermittente.
MarkU,

Risposte:


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Il tipo di suggerimento che mostri non è destinato all'installazione permanente.

Se è necessario disporre di un ambito collegato al dispositivo in prova, con buone prestazioni ad alta frequenza, l'unica buona soluzione è progettare connessioni di prova nel dispositivo.

mi piace connettori MMCX , perché sono molto compatti e puoi ottenere le trecce MMCX-> SMA (e convertirle in BNC) a basso costo .

inserisci qui la descrizione dell'immagine

Devi progettare test nel tuo progetto, ma è una buona abitudine entrare comunque. Tendo a cercare di diffondere impronte MMCX attorno ai layout della mia scheda, in modo da ottenere un facile accesso alla sonda a tutte le reti che mi interessano. Inoltre, realizzano pad decenti per sondare con una clip a molla se non vuoi saldare connettori abbassati.

Puoi anche fare un un'alternativa fatta in casa , se hai lo spazio sulla tavola e la pazienza:

inserisci qui la descrizione dell'immagine

Come sottolinea W5VO nei commenti, l'utilizzo di una configurazione di prova come questa per le connessioni ad alta velocità può essere piuttosto impegnativo. Dovresti costruire un adattatore per sonda 10: 1 con un condensatore di compensazione e montarlo direttamente sul connettore MMCX accoppiato, oppure assicurarti che il cavo di collegamento sia 50Ω e che l'oscilloscopio che stai utilizzando sia impostato su impedenza di ingresso 50Ω per evitare riflessi e distorsioni del segnale.

Se sei interessato al sondaggio logico ad alta velocità, una soluzione più semplice che consiste nel dover terminare la corsa del segnale al tuo ambito sarebbe quella di utilizzare una terminazione in linea casalinga il più vicino possibile al connettore MMCX.

Fondamentalmente, è possibile creare una sonda da 10: 1 o 20: 1 inserendo semplicemente una terminazione in serie il più vicino possibile al connettore (connettore PCB-end). Con un'impedenza di imput dell'oscilloscopio da 50 Ω, una resistenza in serie di 450 Ω determina un'attenuazione di 10: 1, pur mantenendo l'adeguata corrispondenza dell'impedenza con l'oscilloscopio e anche caricando il circuito in prova molto meno.

Una resistenza da 950 Ω comporterebbe un'attenuazione di 20: 1.

Esistono diverse sonde fatte in casa che utilizzano questa tecnica qui e qui .

Per questo tipo di installazione, prenderei un connettore maschio e femmina per PC e salderei la resistenza tra i due, con un filo nudo che collega i pin di terra. Dovrebbe essere abbastanza compatto e strutturalmente robusto.

Puoi anche aggiungere un condensatore di compensazione se sei interessato a segnali ad altissima velocità. C'è una buona risorsa al riguardo qui .

È quindi sufficiente inserire la terminazione della serie tra il cavo dell'oscilloscopio e la scheda sotto test e impostare l'oscillazione sull'attenuazione corretta.


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Per capire meglio il connettore RF pensato, faresti funzionare l'oscilloscopio come un ingresso da 50 Ω e utilizzeresti una tecnica di divisione-resistore per ottenere l'ampiezza su un'impedenza accettabile e un intervallo di tensione?
W5VO,

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@ W5VO - Dipende dal fatto che tu stia provando connessioni a bassa rumorosità o impedenza controllata, ma per quest'ultima sì.
Connor Wolf,

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Le mie preoccupazioni riguardano i fronti di salita e discesa rapidi e le mie tensioni sono abbastanza elevate da non poter utilizzare direttamente la modalità 50Ω. Immagino che otterresti un sacco di cattivi effetti sulla linea di trasmissione se utilizzassi un cavo coassiale da 50 Ω direttamente all'ingresso da 1 MΩ dell'oscilloscopio. Sto cercando di ridurre al minimo il loop di massa per i segnali ad alta velocità.
W5VO,

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@ W5VO - Questo è un punto completamente valido. Devo ammettere che uso principalmente connettori embedded come quello che mostro per ottenere una connessione molto robusta, a basso rumore in modo da poter effettuare una verifica analogica ad alta precisione, tutto a frequenze ben al di sotto di 1 MHz, quindi non ho davvero considerato l'alta frequenza requisiti. Fai punti eccellenti.
Connor Wolf,

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Fondamentalmente, un altro vantaggio di questo tipo di configurazione del test è che, a condizione che il dispositivo in esame non sia collegato a terra, si ottiene una connessione di terra locale di ottima qualità (e nessun loop di terra) con un connettore RF. Quando guardi segnali <1 mV, avere solo il cavo della clip di terra che corre verso una connessione di terra a un pollice o due di distanza può inondare il tuo segnale di interesse con differenze di terra.
Connor Wolf,

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Un trucco consiste nel creare piccoli "crateri" nella saldatura fredda dei punti di prova con uno strumento affilato. All'inizio questo potrebbe sembrare distruttivo, ma IMHO è molto meno distruttivo e richiede meno sforzo della saldatura di alcuni fili. Anche i puntali con sonda per ambito Sharp devono essere preferiti prima di quelli smussati. Posizionare le punte della sonda dell'oscilloscopio in questi crateri durante la misurazione. Anche i crateri potrebbero sembrare piccoli, spesso sono sufficienti per evitare che le punte della sonda scivolino dai punti di prova.

Un altro metodo che ho imparato da Lecroy è applicabile per misurare su IC: s. L'idea è fondamentalmente di duplicare il piano di massa sulla parte superiore dell'IC con un piccolo pad di rame. Vedi pagina 65 nella seguente presentazione Digikey / Lecroy


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Innanzitutto, avvolgi il filo nudo del bus attorno alla sonda (come vedi nella foto); sarà sciolto e non resterà del tutto acceso. Il trucco è che dopo lo togli, e dagli una leggera compressione (deformandolo forse di circa 0,1 mm in meno), in modo che sia leggermente più piccolo del diametro della sonda. Ciò garantisce che si adatta perfettamente quando si inserisce la sonda.

Se si desidera un modo più affidabile per generare questi jack di messa a terra della sonda dell'oscilloscopio "ad hoc", consultare il negozio di ferramenta locale per alcuni stock di tasselli di legno della dimensione più vicina rispetto al corpo della sonda. Quindi, quando si avvolge il filo attorno allo stock di tassello, la "molla" risultante sarà più piccola del corpo della sonda. Se è troppo piccolo, è possibile aumentarne gradualmente lo spessore avvolgendo il nastro elettrico attorno allo stock di tasselli fino a raggiungere le dimensioni giuste.


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Penso che l'OP stia cercando il metodo migliore per ottenere una connessione affidabile dalla molla al dispositivo in prova, non tra la molla e la sonda.
RJR,

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Come sospetto da RJR, non ho alcun problema a creare o utilizzare la tradizionale clip di messa a terra della molla, il mio problema è che non rimarrò collegato al circuito se rimuovo la mano.
W5VO,

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Saldarlo sul posto?
MarkU,

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No no, non saldare la sonda dell'oscilloscopio reale - intendo solo saldare il filo del buss "molla". È possibile creare una bobina per adattarsi al manicotto di massa della sonda e una bobina più piccola per adattarsi alla punta della sonda.
MarkU,

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Una volta saldata la molla, è possibile avvolgere un filo nudo di 30 calibri attorno alla punta creando una piccola presa per la punta. Torca le due estremità del filo mentre è ancora attorno alla punta per formare una coda, (e per renderlo stretto) saldare la coda al nodo di prova, saldare la molla a terra che hai creato sopra a un terreno alla giusta distanza e puoi sulla tua scheda è presente una presa per sonda semipermanente.
John D,
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