로데슈바르즈의 오실로스코프 프로브는 복잡한 전자회로 디버깅, 고속 직렬 버스 신호의 신호 무결성 측정, 고전압 전력 전자 기기의 특성 분석과 같은 다양한 작업을 지원합니다. 측정 정확성과 안정성은 사용하는 프로브와 액세서리에 따라 크게 달라집니다.
로데슈바르즈는 고품질 액티브/패시브 오실로스코프 프로브, 파워 레일 프로브, 멀티 채널 파워 프로브, 고전압 프로브, 파워 프로브, EMC Near-field 프로브 등 광범위한 프로브 포트폴리오를 제공합니다.뛰어난 사양과 안정성, 사용 편의성을 동시에 제공합니다.
오실로스코프 프로브는 신호 소스를 연결하는 데 사용하는 장치입니다. 일반적으로 회로의 테스트 포인트를 오실로스코프에 연결하는 데 사용하며 물리적 연결로 전기 접속이 이루어집니다. 신호 소스와 수행하려는 측정 작업에 따라, 와이어처럼 간단한 프로브(예: 패시브 프로브)를 사용하거나 또는 측정을 원하는 신호에 대해 프로브의 영향을 최소화하기 위해 증폭기를 포함하여 프로브 입력 커패시턴스를 매우 낮게 유지하는 정교한 액티브 디퍼런셜 프로브를 사용할 수 있습니다.
올바른 프로브를 선택하는 첫 번째 단계는 측정 작업을 분석하는 것입니다. 테스트하려는 회로가 접지되어 있습니까(싱글 엔드가 필요합니까, 아니면 디퍼런셜 프로브가 필요합니까)? 발생 가능한 신호의 최대 주파수는 얼마나 됩니까(어느 정도의 대역폭이 필요합니까)? 발생 가능한 최대 입력 전압은 몇입니까?
디퍼런셜 또는 싱글 엔드 측정
디퍼런셜 프로브 가 필요한 경우는 예를 들어 스위칭 파워 서플라이에서 전압을 측정하거나 디퍼런셜 신호 간 저노이즈 측정을 수행할 때 테스트하려는 회로가 접지되어 있지 않은 경우입니다. 접지된 회로에서 디퍼런셜 프로브를 사용하지 못할 물리적인 이유는 없지만, 이런 상황에서는 싱글 엔드 프로브가 높은 입력 임피던스, 낮은 입력 커패시턴스, 넓은 다이내믹 레인지로 더 뛰어난 성능을 발휘합니다.
대역폭 및 상승 시간
대역폭은 프로브를 선택할 때 가장 중요한 파라미터 중 하나입니다. 대역폭에 따라 프로브로 정확히 측정할 수 있는 유효 최대 주파수가 달라집니다. 지정된 최대 주파수에서 신호는 실제 값보다 3 dB(약 30%) 이상 약하게 표시됩니다. 신호를 정확히 표현하려면 오실로스코프와 프로브의 최대 측정 주파수가 측정하려는 최고 주파수보다 훨씬 높아야 합니다. 디지털 신호를 측정하는 경우 측정 대역폭은 클록 레이트보다 3 - 5배 이상 커야 합니다. 디지털 설계를 디버깅하는 경우에는 대역폭이 3배 이상으로 충분해야 합니다. 디지털 인터페이스에서 적합성 테스트를 수행하는 경우 대역폭은 클록 레이트보다 5배 이상 커야 합니다.
스위칭 파워 서플라이의 특성 분석과 같은 빠른 상승 신호(오실로스코프 디스플레이에 가파른 슬로프로 나타남)를 측정하는 경우 오실로스코프와 프로브의 상승 시간이 중요 파라미터입니다. 정밀 측정 시 상승 시간은 측정하는 펄스의 상승 시간보다 3 - 5배 낮아야 합니다.
다이내믹 레인지
프로브의 다이내믹 레인지에 따라 최대 측정 가능 입력 전압이 달라집니다. 프로브 다이내믹 레인지는 DC 전압에 따라 정의되며, 일반적으로 신호 주파수가 증가함에 따라 그 범위가 감소합니다. 디퍼런셜 프로브는 일반 모드 및 디퍼런셜 모드 다이내믹 레인지 간 차이가 있습니다. 일반 모드 다이내믹 레인지는 접지를 기준으로 측정한 단일 디퍼런셜 입력에 대해 유효한 입력 전압 범위를 지정합니다. 디퍼런셜 모드 다이내믹 레인지는 측정 가능한 최대 입력 디퍼런셜 전압을 지정합니다.
빠른 상승/하강 시간으로 큰 진폭의 신호를 정확하게 측정하려면 높은 측정 주파수에서 충분히 넓은 다이내믹 레인지를 사용할 수 있어야 합니다. DC 스위칭 파워 서플라이의 Residual ripple을 측정할 경우 큰 DC 컴포넌트의 매우 작은 신호도 측정해야 합니다. 최신 프로브는 전체 A/D 컨버터 분해능을 사용할 수 있도록 DC 오프셋에서 공급하는 옵션이 있습니다.
고전압 프로브에서는 사용자 안전을 가장 중요하게 고려해야 합니다. 따라서 고전압 프로브에는 실수에 의한 접촉에서 보호하는 특수 절연과 기타 보호 장치가 탑재되어 있습니다. 이러한 프로브는 접지에 대한 최대 전압과 측정 범주로 사양을 지정합니다. 측정 범주는 사용자가 보호되는 측정 환경을 정의합니다. 프로브는 정의된 측정 범주에서만 사용할 수 있습니다.
테스트 기기(DUT)에서의 부하
측정 시스템은 열화 신호를 방지하고 DUT의 기능이 손상되지 않도록 테스트 회로에 과도한 부하를 주지 않아야 합니다. 핵심은 높은 입력 임피던스와 낮은 입력 커패시턴스의 프로브를 사용하는 것입니다. 입력 임피던스는 주파수에 따라 크게 달라지며, 보통 프로브의 컷오프 주파수인 500Ω보다 작습니다.
패시브 프로브 의 입력 임피던스는 일반적으로 10 Ω이며 입력 커패시턴스는 10 pF보다 높습니다. 액티브 프로브의 입력 커패시턴스는 일반적으로 1 pF 정도입니다. DUT를 접속하는 데 적합한 프로브 액세서리를 선택하는 것이 중요합니다. 핀과 리드가 길 경우 커패시턴스와 인덕턴스가 높아지고 최대 측정 대역폭이 작아지며 펄스 슬로프에서 과도한 오버슈트와 물결현상이 발생합니다.
확장 기능 및 프로브 액세서리
성능에 관련된 부분 뿐만 아니라, 일상 작업을 간단히 수행할 수 있는 보조 프로브 기능도 고려해야 합니다. 예를 들어 대부분의 로데슈바르즈 액티브 프로브에는 일체형 디지털 전압계 또는 마이크로 버튼이 포함되어 있습니다. 전압계를 사용하면 연결을 변경하지 않고도 전압을 확인할 수 있습니다. 마이크로 버튼은 프로브에서 오실로스코프를 직접 컨트롤하도록 설정할 수 있습니다.
다양한 액세서리를 사용하면 테스트 포인트 접촉 중에도 유연하게 다른 작업을 수행할 수 있어 사용자가 일상적 작업을 쉽게 수행하고 측정 오류를 방지할 수 있습니다. 사용 가능한 액세서리는 견고한 스프링 장착 팁, 브라우저, 어댑터, 확장 리드가 있습니다. 로데슈바르즈는 모든 프로브를 위한 광범위한 액세서리를 제공합니다.
파워 레일 프로브 는 DC 파워 레일의 작은 AC 특성을 측정하도록 설계되었습니다. 파워 레일 프로브는 일반적인 1:1 감쇠 인자로 인해 측정 시 발생하는 노이즈가 매우 작습니다. 일부 파워 레일 프로브에는 최대 ±60 V의 기본 오프셋이 포함되어 있어 오실로스코프의 수직 감도를 최대한 활용(오실로스코프 ADC에서 더 많은 비트 사용)하므로, 낮은 노이즈로 더 정확한 측정이 가능합니다. 또한 이 오프셋 덕분에 실제 DC 값 및 드리프트 결과를 볼 수 없게 만드는 AC 커플링 또는 DC 차단 캡을 사용할 필요가 없습니다. 최대 2 GHz 대역폭 및 느린 롤오프의 파워 레일 프로브로 고주파 과도현상 및 결합 신호를 캡처할 수 있으며, 높은 입력 임피던스(일반적으로 50kΩ)가 측정된 레일 신호에 대한 교란을 최소화합니다.
디퍼런셜 프로브는 두 측정 포인트 간 신호 레벨의 차이를 측정합니다. 반면 싱글 엔드 프로브는 싱글 포인트와 접지 전위 간 차이를 측정합니다. 디퍼런셜 프로브는 고주파 신호 또는 매우 낮은 진폭의(즉, 노이즈 플로어에 가까운) 신호를 측정하는 데 특히 많이 사용됩니다. 디퍼런셜 프로브는 두 신호 간 차이를 전압으로 변환해 (싱글-엔드) 오실로스코프 입력단으로 전송할 수 있는 디퍼런셜 증폭기가 필요합니다.
전력 전자 기기를 계측하는 일반적인 몇 가지 측정 시나리오가 있습니다.
특히 디퍼런셜 고전압 프로브는 이러한 유형의 측정에 적합합니다. R&S®RT-ZHD 고전압 디퍼런셜 프로브는 최대 200 MHz 대역폭과 넓은 주파수 대역에서 뛰어난 CMRR(Common Mode Rejection Ratio)로 빠른 스위칭의 반도체에서 측정하는 데 적합합니다. 부가 노이즈가 매우 작기 때문에 고품질 측정이 가능합니다. R&S®RT-ZHD 프로브는 신호 경로에서 보장된 0.5% 게인 정확도를 제공하고 프로브 헤드에 0.1% 정확도의 DC 전압계(R&S®ProbeMeter)가 장착되어 있어 동급 최고의 정밀도를 제공합니다. 드리프트가 매우 낮을 경우 측정 중 일반적인 교정 수행이 필요하지 않습니다. DC 링크에서 리플 전압을 측정하려면 높은 오프셋 전압을 보상해야 높은 수직 감도의 측정이 가능합니다. R&S®RT-ZHD 프로브는 통합 오프셋 회로를 이용해 오실로스코프의 수직 설정 및 프로브의 감쇠 인자와 독립적인 오프셋 전압 범위를 제공합니다. 큰 DC 링크 전압에서 감도 손상 없이 가장 작은 리플 전압을 측정하십시오
전력 전자 기기 계측 시 일반적인 측정 파라미터는 다음과 같습니다.
