Slika br.1 Jedan primer power rail sonde R&S ZPR20. 1: 1 aktivana sonda dodaje samo 120 uV šuma(ACrms) na 1 GHz propusniom opsegu uz 1 mV / div vertikalnim skaliranjem. Sonda podržava jedan od najboljih industrijskih ofseta +/- 60V, ima specificiran BW od 2 GHz, i uključuje integrisani R&S ProbeMeter za prikaz DC vrednosti.
Osciloskopske sonde imaju zapanjujući broj sličnosti sa običnim alatima koje možete naći čak i u vašim garažama i radionicama. Podešavajući ključ je odličan alat ali obično postoji bolji ključ za svaku pojedinačnu namenu. Ekvivalent u svetu osciloskopa je osnovna 10:1 pasivna sonda koja dolazi standardo uz skoro svaki instrument. Ove sonde mogu obavljati veliki broj mernih zadataka, ali imaju specifikacije koje ograničavaju njihovu tačnost merenja. Veliki broj proizvođača osciloskopa nudi novu vrstu sonde, power rail sondu, jedinstveno dizajniranu za precizna merenja integriteta snage.
Sa manjim DC rail vrednostima i manjim tolerancijama, tačno određivanje nivoa šuma postalo je izuzetno teško. Na primer, peak to peak naponi od 1V sa tolerancijom od 1% zahteva 10 mV merenja. Većina pređašnjih osciloskopa i sondi imaju nivo šuma koji prelazi ovu vrednost. Iz tog razloga proizvođači osciloskopa nude sonde koje su jedinstveno dizajnirane za merenje AC karakteristika DC signala. Parametri power rail sondi daju uvid zašto su nezamenjive za zadatke ove vrste.
1:1 Slabljenje
Sonde sa 10:1 slabljenjem slabe signale sa faktorom deset pre prikazivanja istih na displeju osciloskopa. To znači da se nivo šuma množi istim faktorom deset – jednostavno imaju previše šuma za precizna merenja integriteta snaga. Dobre sonde za merenje integriteta snage imaju 1:1 slabljenje tj. niži nivo šuma a sve u službi preciznijih merenja.
Integrisani Offset
Većina osciloskopa prirodno nema dovoljan offset da centrira power rails i onda zumira kako bi videli detalje signala. Na primer, osciloskop može imati 1.4 V offset na 10 mV/div. Za merenje šuma na većim vrednostima, recimo 1.8V ili 3.3V, korisnici ne mogu da centriraju signal i zumiraju. Umesto toga, oni su primorani da koriste manje osetljivo vertikalno podešavanje. Korisnik se mora zadovoljiti većom vertikalnom skalom što znači merenje će imati više šuma. I, zato što korisnik ne može zumirati signal, osciloskop koristi samo jedan deo svog ADC dinamičkog opsega. Ovo takođe dovodi do merne nepreciznosti. Power rail sonde sadrže veliki integrisani offset koji omogućava korisnicima centriranje i zumiranje na širokom spektru DC naponskog voda.
Propusni opseg
Postavlja se pitanje, koliki je propusni opseg potreban za testiranje DC naponskih vodova? Odgovor bi bio, zavisi. Propusni opseg često diktiraju harmonici, tranzijenti, i upareni signali koji se nađu na naponskom vodu. Brz pogled koristeći FFT opciju osciloskopa pomaže nam da otkrijemo uparene signale. Iz tog razloga, sonde integriteta snage generalno su deklarisane od preko 1 GHz propusnog opsega.
DC Ulazna Impedansa
Vrednosti power rail impedanse su obično reda mΩ. Pričvrstite naponski vod na 50Ω-ski ulaz osciloskopa i korisnici će brzo videti da je DC napon na vodu pao kao rezultat otporne mreže. Iz tog razloga, sonde integriteta snage imaju visoku vrednost DC ulazne impedanse, obično 50 kΩ. Veća vrednost obezbeđuje minimalnu promenu u DC vrednosti kada je power rail sonda vezana za DC naponski vod. Power rail sonde, kao i druge sonde, imaju brz frekvencijski odziv. Na višim frekvencijama, ulazna impedansa ide do 50 Ω što odgovara power rail SMA i pigtail koaksijalnoj impedansi kako bi se sprečile refleksije.
Integrisani DC Metar
Power rail sonde nisu samo korisne za posmatranje malih AC fluktuacija u DC naponskom vodu, ali i za određivanje DC vrednosti naponskog voda. Naprednije snaga šina sonde ugraditi integrisani DC metra koji živi unutar sonde. DC metar može meriti DC vrednosti, čak i ako signal nije prikazan na ekranu sonde. Ovo može biti korisno za brzo određivanje šinskih vrednosti, kao i znajući šta offset vrednosti treba da budu ušli u obimu kako bi se centru signala.
Dinamički Opseg
Važan specifikacija power rail sonde koja ograničava upotrebu van merenja na DC naponskom vodu je dinamički opseg. Ova vrednost određuje maksimalnu peak to peak amplitudu koju sonda može meriti. Za većinu power rail sondi u industriji ova vrednost je samo 850 mV. To znači da se sonda ne može koristiti za bilo kakve aplikacije gde peak to peak amplitude napona prelaze ove vrednosti.
Specijalne sonde koje svojim specifikacijama omogućavaju osciloskopima power integrity merenja dobijaju sve više na važnosti i primeni. Sonde nude manju buku, integrisani ofset, veći propusni opseg (Bandwidth), bolju DC ulaznu impedansu, i neke jedinstvene karakteristike kao što su očitavanja DC napona i AC coupling koji nisu dostupni tradicionalnim sondama koje su se koristile u prošlosti koristile za merenja šuma većeg nivoa.
Slika br.2 Power rail sonde podržavaju veliki broj različitih priključaka za sondiranje, uključujući 2,5 mm pretraživač, SMA konekciju, i štipaljku za prijanjanje na površinu uređaja. Za najveću preciznost, 50Ω-i koaksijalni lem može biti vezan za bajpas kondenzator.
Rohde & Schwarz Österreich Ges.m.b.H.
Representative Office Belgrade
Španskih boraca 3
11070 Beograd
tel: +381 11 6556 814
e-mail: rs-serbia@rohde-schwarz.com
