[begemot]

Тектроникс недавно выпустил серию довольно широкополосных (1Гигагерц) относительно
высоковольтных (до 42В) дифференциальных пробников.
Что в принципе очень удобно при проведении некоторых измерений.
Вообще, большинство высокочастотных дифференциальных пробников имеют предел измеряемого
дифференциального напряжения где-то в районе 4-7В. И это ограничивает их применение при отладке
многих устройств. Например, импульсных стабилизаторов напряжения. Когда полезно посмотреть насколько
быстро переключаются полевики и какое реальное напряжение приложено к той или иной ножке контроллера.
Т.е. интересующие времена-порядка нескольких наносекунд, а напряжения-несколько десятков вольт.
Когда я поинтересовался у знакомых ребят с Аджилента не разрабатывают ли они чего то подобного,
они ответили-а нафига? У нас это давно уже есть. Вот, глянь как мы это делаем.

Agilent_Application Note_1601.pdf Размер: 569.92 KB  Загрузок: 13

Вход их предусилителя - 50 Омный. А в стандартной головке, подключаемой ко входу через 10см 50 Омный кабель стоят 25К резисторы.

   

Добавляя ко входу предусилителя стандартный коаксиальный 50 Омный согласованный аттенюатор
можно легко увеличить диапазон измеряемых напряжений.

Выглядит немного странно. Ведь любой школьник скажет что согласовывать линию передачи надо с обоих концов.
А здесь сопротивление источника-25К, потом 50 Омная линия, согласованная только на выходе.
При этом полоса пропускания этих пробников до 10Ггц (5-10Ггц в зависимости от модели)

На самом деле нет ничего странного. Т.е. согласовывать "длинную" линию с обоих сторон желательно, но совсем
не обязательно. Мало того, во многих случаях это не удобно и не выполнимо. Хотя бы по тому, что теряется 6дБ.
Кроме того, выходное сопротивление многих цифровых драйверов не симметрично и различается в зависимости
от того, какой это фронт сигнала, нарастающий или спадающий. Т.е. они в принципе не могут быть точно согласованы.
Моторола в своё время написала по этому поводу несколько умных книжек, о том как применять их ECL микросхемы.
С кучей картинок и формул. И с совсем невнятными пояснениями как же всё-таки это надо делать.

Итак, что-же надо делать? В идеализированном случае, вполне достаточно согласования всего лишь с одной стороны.
Почему? Потому что для того чтоб не искажалась форма сигнала или не было искажений АЧХ, необходимо чтоб
на входе приёмника сигнала отсутствовали отражения. Если нагрузка согласована-всё что к ней подведено ей поглотится.
Т.е. отражений не будет и в самой линии. Если же согласована генераторная часть, то отражения в линии будут, но
они поглотятся генератором и не вернутся назад к приёмнику.
Обычно это удобней делать на входе приёмника.

LTSPICE'овский файл содержит несколько примеров с идеализированными линиями передачи и линиями передачи
с потерями. LTSPICE не самый лучший симулятор для моделирования "длинных" линий, но тем не менее он достаточно
корректно показывает и переходный процесс и искажение АЧХ для рассмотренных примеров.

TrasmissionLineMatching.zip Размер: 1.82 KB  Загрузок: 7

Почему же обычно стремятся согласовать линию с обеих сторон?
Дело в том, что линия передачи, независимо от того коаксиальный ли это
кабель или полосковая линия на плате, никогда не бывают идеальными.
Да и нагрузка обычно не идеально согласована. В этих условиях добавление
второго согласования позволяет уменьшить требования к точности поддержания параметров
линии и элементов согласования.
Но это совсем не обязательно. И во многих случаях позволяет упростить какал передачи.
Особенно если его длинна не очень велика.
Аджилент, например, в головкам к своим пробникам этого не делает и тем не менее получает
неплохие результаты. Если конечно считать полосу в 10Ггц не плохим результатом.

[s3t]

В продолжение о "БП Тестере" из соседней ветки, перешел сюда ибо тут вопрос скорей в разсогласовании трансмиссионных линий... но с оглядкой на БП тестер :)

Схемка "сейчас" (сверху) и схемка "что намереваюсь сделать":


Вот собрал из трех SMA коннекторов, спаянных вместе, по схемке верхней - и получил обломс ввиде диких отражений, о которых я не задумался ("ааа кабеля не длинные, коннекторы золотые, фронт аж 10нс, все хорошо собрано, резик 250ом всеравно сожрет на себе все..."). Нет, не прокатило ))
Длинна кабелей на гене и скопе - полметра.
До нагрузки - сделал 7см "для удобства", огрызок RG178 в SMA коннекторе.
Хмык.
Переотражения уходят, если скоп переключить в 50-ом режим, что логично. Паралельная терминация ответвления для скопа - работает. Правда грузит "источник тока" ввиде R2, контрпродуктивно.

Иду дальше.
Замыкаю DUT - получаю дырку на импедансе из-за длинны провода до перемычки (7см). укорачиваю до 2см - глитчь сильно уменьшился. закорачиваем в самом коннекторе - глитчь пропал. Неплохо с разрешением, можно будет хоть коннекторы прозванивать - правда непонятно зачем, но всеравно приятно ))
Ок. теперь на более медленном генераторе (1-100кГц, до этого был на 1-10мег), наблюдаем на скопе заряд-разряд кондера, FAIL. я ж не кондер тестирую, а то, что после него. соответственно нужно подключиться туда на прямую.


R13 - последовательная терминация, скоп с открытым входом чтоб не грузить/грузиться тестируемым БП.

Итог - чую, что всеравно будут глюки. Точка "вход Х2" недостаточно "низкоимпедансна", и сильно зависит от DUT - поэтому терминация из R13 будет плавать в довольно разнообразных пределах )

Пользовать проб заместо кабеля до скопа - проблема, т.к. в "1Х" режиме это все тот-же кабель 50ом, а в 10Х режиме - 2мВ/див скопа уже нехватает, чтоб мелочи рассматривать )

Активных/дифф/каррент пробов в наличии не имеется )

Завтра буду весь день думать о согласовании всего всея.
Где-то читал в хорошей доброй книжке, что проб 1:20 желательно закладывать в испытуемые девайсы ввиде пары резиков-делителей, и уже к нему подключать кабель в скоп - так гораздо лучше, чем пробом тыкать. 1:20 это сурово, но 1:10 можно будет попробовать - в итоге будет правильная терминация в источнике + не будет возвращаться отражение из скопа в источник (всмысле будет, но в основном в землю). Этот делитель - заместо R13.

[begemot]

Что-то всё очень запутано и заумно.
Х2 точно не нужен. Просто коротенький кусочек провода чтоб была минимальная индуктивность

Замыкаю DUT - получаю дырку на импедансе из-за длинны провода до перемычки (7см).

На какой частоте это всё звенит? Это скорее всего никакие ни отражения, а просто паразитные резонансы.
Можно осциллограмму с понятной временной шкалой?
Каким скопом смотрится? Есть к этому скопу пассивный щуп 1/10 с полоской 200-500 мег?
Или с ним уже ничего не видно?
Или же R13 (можно попробовать и 100ом) оставить, а R10 не подключать.
И кстати, а какие частоты интересуют? Зачем лезть очень высоко, если разговор об устойчивости.

[s3t]

Кажется я таки перемудрил :)
Но если уж так, то стоит попробовать дотянуться до максимальной полосы и ровности сигнала, чтоб была возможность просчелкивать импульсом не только стабы, но и пассивное окружение - резонансы байпасов и прочего. Они выше по частоте, но неменее важны чем сам стаб :)



Скоп 400мег 2465 тек, пробы есть 400/500, родные.
Тыкал временным 200мег - все примерно то-же самое, только кривей выглядит - трейс толще, шуму больше, некрасиво. С кабелями четче.
Логично пощупать все это 500мег пробом, чтоб удостовериться о влиягии измерения на испытуемое :)


X2 это SMA коннектор + кусочек кабеля. т.е. это и есть проводок с минимальной индуктивностью ) правда как оказалось - недостаточно минимальная :)

Fixtute:
Длинна кабеля "короткий" = это обрубок что в коннекторе остался. 3см
"Длинный" - с отрезанным куском. 7см


Сигнал 1мег, выход фикстуры закорочен в "3см кабель",

Без терминации на скопе:


С терминацией на скопе:






Разная длинна кабеля на выходе фикстуры, закороченного:
Длинный:


Короткий:


Замкнуто до SMA коннектора, т.е. очень короткий:


Фронт сигнала, фикстура открыта, в 50ом нагрузку скопа через "тестовый выход" Х2, фронт сигнала:



Пардон за размер картинок - если таки слишком большие для восприятия, то уменьшу :)

[begemot]

На первой картинке должен быть резонанс кабеля к скопу. Только частота должна быть повыше исходя из длины и типа кабеля.
Я тут прикинул что может получаться при разных способах подключения. Там видно что как бы не подключаться, это влияет на
саму нагрузку и на то что видно на скопе.

   
   
   
   

Scope_probe.zip Размер: 2.46 KB  Загрузок: 6

С 50 Омами с одной или другой стороны кабеля скопа лучше всего. Но это естественно влияет на сам сигнал.
Если надо смотреть более точно-нужен активный пробник с мелкими пиками на входе, лучше дифференциальный.

[begemot]

Вообще говоря, пассивный проб 1/10 то-же должен нормально работать. Только его надо подключать через небольшой резистор, ну там где-то 30-100 Ом. Перед измерением его желательно скомпенсировать. Кстати, компенсировать надо не от встроенного калибратора скопа, а от генератора прямоугольника с частотой 1-10Мгц. Например от функционального генератора с нормально согласованным кабелем. Всторенный калибратор на 1-2Кгц - это по сути анахронизм. Калибровка с встроенным калибратором более/менее работает до нескольких десятков мегагерц, не выше.
Правда шумы скорее всего не дадут посмотреть ничего особо интересного.
И проб должен быть подключён именно к нагрузке, не к некоей промежуточной точке. Ну там небольшая витая парочка длиной 10-15мм (сигнал-земля), резистор, проб.

[s3t]

спасибо за симуляции!
Действительно снятие сигнала в лоб не получается без его искажения. я попытаюсь еще сделать делитель встроенный как в пробах ставят, чтоб просто в кабель из него стрелять - он будет довольно высокоимпедансным для измеряемой цепи. но это гасит 10-20раз полезный сигнал... впрочем абберацию что я рассматривал на 2мв пределе можно в счет не брать, ее считай что нет, так пусть в шуме потеряется.

[nazar]

Всторенный калибратор на 1-2Кгц - это по сути анахронизм. Калибровка с встроенным калибратором более/менее работает до нескольких десятков мегагерц, не выше.

как у кого, например в 2465 это просто звиздец, а у 93хх отличнейшая вещь, даже токопробы калибровать

[begemot]

Ну-да, ну-да...Насчёт античных Тек'ов я не знаю, на том аналоговом Iwatsu на 470Мгц что у меня дома (примерно то же что и Тек) я не проверял.
А вот если взять любой современный цифровой ТЕК или Аджилент с полоской 1-4Гиг и сэмплированием до 10-15Гиг (ну то что новое стоит $30-40К),
и если взять 10-15 пассивных 500Мгц высокоомных пробов (неважно Тек'ов или Аджилентов) которым лет так 10 и
которыми всё это время пользовались (читай-временами пытались калибровать), подключить синусоидальный генератор и прогнать частотку до 1Гига...
Можете быть неприятно удивлены тем что там может творится в диапазоне от 70Мгц и выше. При том что с обычного калибратора ничего этого не видно.
Особенно это касается Аджилентовских пробов, у которых больше чем одна крутилка. Я просто разочек посмотрел, когда решил калибрануть старые (но не античные)
пробы.

[begemot]

А что есть 93хх?

[nazar]

iwatsu этот получше тека конечно в этом плане но тож годится только выстроить нч компенсацию. Вч или фаст райс геном с плоской полкой типа теков на ртутных реле либо прогонять вч геном с активной головкой.

93хх это старый лек, там калибратор на вч транзюках как управляемый гст сделан, на выходном разьеме только 50ом нагрузка висит, из меню рулится частотой и амплитудой райс тайм дето наносекунда насколько помню.