Tipi di sonde per oscilloscopi

Prima di effettuare misure con una sonda passiva, è importante effettuare una compensazione. La compensazione della sondaè un processo di calibrazione che ottimizza il rapporto tra le capacitàall'interno della sonda e dell'ingresso dell'oscilloscopio. La mancata compensazione delle sonde può causare inaccuratezze di misura, con un impatto su parametri quali l'ampiezza e la forma dell'impulso. Pertanto, è fondamentale eseguire la compensazione della sonda quando si utilizza una coppia sonda-oscilloscopio per la prima volta o quando si eseguono misure critiche.

La procedura di compensazione è semplice:

• Collegare la sonda al segnale di compensazione integrato nell'oscilloscopio e alla massa.
• Regolare il condensatore di compensazione finché il segnale non raggiunge una forma d'onda rettangolare.

Ciò assicura che la sonda rappresenti accuratamente le caratteristiche del segnale di ingresso, consentendo misure precise e affidabili.

Vi occorrono maggiori informazioni? Allora date un'occhiata ai nostri articoli dedicati a Comprensione delle sonde passive dell’oscilloscopioe Comprensione della compensazione delle sonde.

Sonde attive - sonde FET single-ended

Una sonda attiva, come suggerisce il nome, incorpora componenti attivi o alimentatinella punta della sonda. Il componente attivo è tipicamente un transistor a effetto di campo (FET). Uno dei vantaggi principali delle sonde attive è il carico minimo su un'ampia gamma di frequenze- grazie alla bassa capacità d'ingresso che si traduce in un'elevata impedenza di ingresso. Questo assicura misure accuratesenza influenzare indebitamente il circuito osservato.

Inoltre, le sonde attive offrono il vantaggio di un offset di ingresso elevato. In altre parole, una sonda attiva può gestire segnali che non sono centrati intorno a zero volt. Questa funzione è utile quando si ha a che fare con segnali che potrebbero avere un componente di corrente continuao una tensione di base non nulla.

Una sonda attiva è solitamente dotata di un connettore proprietario, che consente a un oscilloscopio di rilevare e calibrare automaticamente la sonda. L'alimentazione può essere fornita attraverso questa interfaccia specializzata o esternamente. Si noti che per la maggior parte le sonde attive richiedono un'impostazione di terminazione da 50 ohmsul canale dell'oscilloscopio.

Sonde differenziali dell'oscilloscopio

Le sonde differenziali sono progettate per misurare la differenza di tensione tra due puntiin un circuito. Sono dotate di due ingressi che possono essere collegati a vari punti del circuito, senza la necessità di un riferimento di massa in alcuna delle due posizioni. Utilizzando un amplificatore differenziale interno, queste sonde generano una tensione di uscita che riflette la differenza tra i punti di misura selezionati, spesso scalata da un fattore di attenuazione definito dall'utente.

Una caratteristica importante delle sonde differenziali è la loro immunità ai segnali di "modo comune", cioè ai segnali presenti contemporaneamente in entrambi i punti di misura. Questo li rende ideali per misurare segnali di basso livello in ambienti rumorosi. Possono essere utilizzati anche per misure single-ended riferite a massa, che si ottengono semplicemente mettendo a massa uno dei conduttori.

Sonde di corrente

Tutte le sonde di cui abbiamo parlato finora - passive, attive e differenziali - producono una tensione all'ingresso dell'oscilloscopio. Questo perché gli oscilloscopi misurano la tensione in funzione del tempo. Ma cosa succede se si desidera misurare la corrente? È necessario un modo per creare una tensione che corrisponda a una corrente in modo coerente e prevedibile. In altre parole, è necessario "convertire" una tensione misurata in un valore di corrente. Ad esempio, 1 V all'ingresso dell'oscilloscopio può essere utilizzato per indicare che la corrente misurata è 1 A.

Le sonde di corrente sono un modo per ottenere questa conversione. Funzionano catturando il campo elettromagneticogenerato dalla corrente che attraversa il conduttore e convertendolo in tensione con un rapporto noto di Volt per Ampere. Queste sonde vengono posizionate o "bloccate" attorno al conduttore portatore di corrente, con un marker a freccia che indica la direzione del flusso di corrente.

Per la maggior parte le sonde di corrente sono dispositivi attivi, il che significa che per funzionare hanno bisogno di una fonte di alimentazione esterna. Tutte le sonde di corrente sono in grado di rilevare e misurare la corrente alternata, ma alcune sono anche in grado di misurare le correnti continue. Le misure di corrente alternata si basano su un trasformatore di corrente, mentre le misure di corrente continua o alternata a bassissima frequenza utilizzano un sensore a effetto Hall.

Le normali sonde di corrente non sono in grado di gestire correnti elevate. È qui che entrano in gioco le sonde per correnti elevate. Queste sonde sono caratterizzate da una struttura speciale che consente loro di misurare correnti elevate con bassa resistenza. Spesso utilizzano sensori specializzati per misurare il campo magnetico generato dal flusso di corrente. Ciò consente di effettuare misure senza contatto, il che è essenziale quando si ha a che fare con correnti elevate. Inoltre, le sonde ad alta corrente offrono solitamente una maggiore accuratezza e risoluzione rispetto alle normali sonde di corrente. Ciò è necessario per applicazioni come l'elettronica di potenzae i sistemi energetici, dove piccole variazioni di corrente possono avere implicazioni significative.

Le sonde di corrente sono spesso utilizzate per misure di potenza che coinvolgono sia la tensione che la corrente. In alcuni casi, possono verificarsi problemi come sfasamenti temporali o "distorsioni"dovuti a variazioni dei tempi di propagazione all'interno dei cavetti della sonda. Questa distorsione può potenzialmente portare a risultati di potenza imprecisi.

Per ovviare a questo problema si utilizzanoadattatori di allineamento. Servono come strumenti specializzati per identificare e compensare la distorsione. Queste adattatori generano impulsi di tensione e corrente allineati nel tempo, misurati simultaneamente da sonde di corrente e tensione collegate. Se le forme d'onda di prova presentano una distorsione, è possibile inserire il valore di allineamento appropriato sull'oscilloscopio. Questa correzione assicura che le forme d'onda di corrente e tensione siano riportate in fase, attenuando l'impatto della distorsione sulle misure successive e mantenendo l'accuratezzadei calcoli di potenza.