Problema con el diseño del circuito 10x sonda

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Diseñé una placa para mux 16 entradas en un alcance de 4 canales usando relés. También incluí circuitos para replicar una sonda 10x en la placa. Es decir, coloqué una resistencia de 9M ohm en paralelo con una tapa variable de 1.4pF. Estos valores provienen de una relación de 9: 1 con la resistencia interna de 1 M ohmios del osciloscopio y una tapa de 13pF. Desde allí, un cable BNC conecta la placa y el alcance.

Aquí hay un esquema:

PV1,PG1,PI1,PV2,PG2,PI2estántodosconectadosa4contactosderelénormalmenteabiertosseparados.

Cuandofuiasintonizarloscondensadoresparaunaondacuadradade1kHz,laondaestabacompletamentebloqueadayningúnvalorlímitede.9pFa9pFloarreglaría.Paramisorpresa,medicuentadequelaolaseveíamejorenelvalorsuperior(alrededorde10pF)enlugardecercade1.4pFcomohabíaesperado.Loreemplacéconunatapade22pFporcuriosidadylaondacuadradaseveíaunpocomejor,noperfecta,perotambiéntieneunligerodesplazamientodeCC.

¿Algunaideadeloqueestápasandoaquí?EselproblemaconelcableBNC,oposiblementelainductancia/capacitanciadelcircuito.¿Cómodeberíahaberdiseñadoestoenprimerlugar?

Paratuinformación:Nohayunplanodetierraporquecadaunotieneunabaseligeramentediferente.Además,inyectélaondacuadradadirectamenteenlatapa,conlatierraconectadaalatierraBNC.Obtengoelmismoresultadoalinyectardesdecualquierotrolugar.

Aquíhayalgunasformasdeondaenelalcance.Dearribaaabajo:nohaytapainstalada,alrededorde10pF,ylaparteinferioresde22pF.

También,comparandolaseñalconlaondacuadradaoriginal.

Actualización:Graciasporlasrespuestas.Alguienmesugirióqueusarauncircuitocomoelsiguienteparacrearunasondade100x.¿Funcionaríamejor?

    
pregunta THEMuffinMan7

2 respuestas

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Lo que falta es el hecho de que el cable en una sonda de alcance NO es un cable coaxial normal de baja pérdida, principalmente porque sería difícil hacer un cable coaxial utilizable que tenga una Z 0 (impedancia característica) de 1 MΩ que coincidiría con la impedancia de entrada del alcance.

En su lugar, el cable de la sonda de alcance es un cable especial con pérdida que minimiza los efectos de los reflejos sobre su longitud. También ayuda a mitigar los efectos de la capacidad propia del cable.

Si desea utilizar un cable coaxial normal, deberá hacer coincidir las salidas de sus atenuadores con la impedancia del cable (un amplificador de búfer es el método más directo) y usar las terminaciones de 50 Ω en las entradas del alcance.

    
respondido por el Dave Tweed
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No tuvo en cuenta la capacitancia del cable y el cableado; aumentarán la capacitancia requerida.

Dado que necesita agregar aproximadamente 20pF más allá de su cálculo, parece que las otras capacitancias agregan otros 180pF más allá de la capacitancia del alcance (9 * 20)

Editar.

Tenía las conexiones hacia atrás en mi mente. El problema es la capacidad del cable coaxial para el alcance. RG58 es de aproximadamente 25pF / pie. Entonces, 6-7 pies de cable coaxial causarán lo que estás viendo.

Puedes reducir el efecto usando un cable más corto.

¿Qué frecuencias máximas le preocupan?

Como Dave Tweed menciona si necesita hacer frecuencias muy altas utilizando un amplificador de búfer y un sistema terminado de 50 ohmios sería mejor.

    
respondido por el Kevin White

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