Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu
Osciloskop a měřený obvod Osciloskop a měřený obvod OB21-OP-EL-ELKM-JANC-M-3-012
Osciloskop a měřený obvod Napětí v reálném obvodu se změní, je-li k němu připojena vnější impedance. Velikost této změny závisí na poměru zatěžovací impedance a ekvivalentní impedance zdroje. Ekvivalentní vstupní impedance analogových i číslicových osciloskopů je ve velké většině tvořena paralelní kombinací odporu R i = 1 MΩ a kapacity C i = 20 až 50 pF. Osciloskopy bývají k měřenému obvodu připojeny stíněným (koaxiálním) kabelem, který mívá kapacitu C k = 100 pF/m.
Osciloskop a měřený obvod Součet kapacit osciloskopu a kabelu může způsobit změnu pracovních podmínek měřeného obvodu a snížit mezní kmitočet osciloskopu. Vliv kapacity přívodního kabelu lze minimalizovat připojením osciloskopu k měřenému objektu do míst s malou impedancí (např. emitorové obvody tranzistoru).
Osciloskop a měřený obvod Pokud impedančního přizpůsobení nelze dosáhnout, snažíme se zvětšit vstupní impedanci osciloskopu a současně zajistit stínění přívodů. K tomuto účelu slouží napěťové sondy. Sonda je zakončena kovovým hrotem, kterým je přiváděn měřený signál. Plášť sondy je obvykle spojen se signálovou zemí.
Osciloskop a měřený obvod PASIVNÍ NAPĚŤOVÁ SONDA obsahuje kmitočtově kompenzovaný vstupní dělič – paralelní kombinaci rezistoru s proměnným kondenzátorem, tvořící část umístěnou v hlavici sondy na začátku stíněného kabelu. Pasivní sondy musí být správně vykompenzovány, aby nezpůsobily zkreslení měřeného průběhu. Kalibrace sondy se provádí pro obdélníkový signál při současném sledování průběhu na stínítku. Pokud je sonda správně kompenzována, má signál dokonale pravoúhlý tvar.
Osciloskop a měřený obvod Pasivní sondy dodávané výrobcem jako příslušenství k osciloskopům mají vstupní odpory 1 MΩ, 10 MΩ nebo 100 MΩ. Pasivní sonda snižuje kapacitu osciloskopu, ale ve stejném poměru snižuje i napětí přiváděné na jeho vstup; proto nejsou pasivní sondy vhodné k měření malých napětí.
Osciloskop a měřený obvod AKTIVNÍ NAPĚŤOVÉ SONDY s vestavěnými aktivními prvky (zesilovači) slouží k měření signálů nízkých úrovní. Vstupní odpor aktivní sondy je okolo 1 MΩ, kapacita bývá 1.2 pF. Zesílení je jednotkové a výstupní odpor je přizpůsoben impedanci koaxiálního kabelu. Aktivní sondy přenášejí signál bez útlumu, ale jejich nevýhodou je vyšší cena a nutnost zvláštního napájecího zdroje pro prvky sondy.
Osciloskop a měřený obvod PROUDOVÉ SONDY umožňují měřit střídavé proudy osciloskopem bez nutnosti rozpojení měřeného obvodu. Jsou to v podstatě malé měřicí transformátory proudu s feritovým jádrem upraveným tak, aby se dalo rozevírat. Vodič protékaný měřeným proudem tvoří primární obvod transformátoru. Sondy tohoto typu však neměří stejnosměrné složky signálu. Jejich citlivost bývá 1 mV/mA, kmitočtové pásmo 500 Hz až 1 GHz.
Osciloskop a měřený obvod Zpětnovazební sondy s Hallovým generátorem měří i stejnosměrný proud, ale mají užší kmitočtové pásmo 0 až 100 kHz. V poslední době jsou vyráběny také sondy kombinující oba principy; ty měří stejnosměrný i střídavý proud do kmitočtu 100 MHz.
Děkuji za pozornost Ing. Ladislav Jančařík
Literatura E. Vitejček a V. Hos: Elektrické měření, SNTL Praha 1979 V. Fajt a kol.: Elektrická měření, SNTL Praha 1987 L. Bejček a kol.: Měření v elektrotechnice, FEKT VUT Brno 2003