Как прикрепить пружину заземления осциллографа?

14

Иногда вам нужно убедиться, что заземляющий вывод вашего осциллографа не создает погрешности измерения, такой как звон и выброс. В различных формах я видел (и успешно использовал) заземляющую пружину для измерения цепи. Я беззастенчиво позаимствовал изображение АндреяКо, чтобы убедиться, что мы все на одной странице:

Датчик осциллографа с пружинным разъемом заземления

Я определил, что эта длина провода важна в некоторых моих тестовых конфигурациях, но требует постоянного внимания, чтобы убедиться, что я что-то не замыкаю, не теряю соединение и не проверяю не то, что нужно. Это ограничивает мою способность выполнять другие задачи в настройках теста и делает его непрактичным для других установок, которые не обеспечивают такой доступ безопасно (слепые или опасные условия).

Как подключить датчик объема к тестируемой цепи с помощью заземляющего провода 1/2 "(1 см) или иным образом настроить громкую связь с высокой пропускной способностью?

W5VO
источник
1
Я был известен тем, что паял крючки, сделанные из ножек резистора, или, в крайнем случае, гнезда SMA, для создания прототипа печатных плат ...
Брайан Драммонд,
@BrianDrummond Но это точно не останется на месте, не так ли? Как насчет частей SMT? Свободный, оголенный провод приводит к захватывающему фейерверку.
W5VO
1
Одно предупреждение об использовании гнезда SMA в качестве разъема наконечника зонда прицела: после нескольких циклов вставки / извлечения без механического снятия натяжения контактный лист SMA может деформироваться, создавая прерывистый контакт.
MarkU

Ответы:

16

Тип наконечника, который вы показываете, не предназначен для постоянной установки.

Если вам нужно подключить прицел к тестируемому устройству с хорошими высокочастотными характеристиками, единственным хорошим решением является создание тестовых подключений к вашему устройству.

Мне нравятся разъемы MMCX , потому что они очень компактны, и вы можете получить косички MMCX-> SMA (и конвертировать их в BNC) по низкой цене .

введите описание изображения здесь

Вы должны разработать тестирование в своем проекте, но в любом случае это хорошая привычка. Я стараюсь разбросать контуры MMCX по разметке моей платы, чтобы я мог легко получить доступ к зонду для любых сетей, которые меня интересуют. Кроме того, они делают достойные прокладки для зонда с пружинным зажимом, если вы не хотите паять разъемы вниз.

Вы также можете сделать домашнюю альтернативу , если у вас есть место на доске и терпение:

введите описание изображения здесь

Как указывает W5VO в комментариях, использование подобной тестовой настройки для высокоскоростных соединений может быть несколько сложным. Вам нужно будет либо скомпоновать адаптер зонда 10: 1 с компенсационным конденсатором, и установить его прямо на ответный разъем MMCX, либо должным образом убедиться, что ваш соединительный кабель имеет сопротивление 50 Ом, а используемый осциллограф настроен на входное сопротивление 50 Ом. для предотвращения отражений и искажений сигнала.

Если вы заинтересованы в высокоскоростном логическом зондировании, более простое решение, связанное с необходимостью прекратить передачу сигнала к вашей области, - это использовать самодельное линейное завершение как можно ближе к разъему MMCX.

По сути, вы можете самостоятельно заваривать щуп 10: 1 или 20: 1, просто вставив последовательное оконечное устройство как можно ближе к разъему (концевому разъему PCB). При импедансе с оптическим импедансом 50 Ом последовательное сопротивление 450 Ом приводит к ослаблению 10: 1, сохраняя при этом правильное согласование импеданса с осциллографом, а также значительно снижая нагрузку на тестируемую цепь.

Резистор 950Ом приведет к затуханию 20: 1.

Есть несколько самодельных зондов, использующих эту технику здесь и здесь .

Для такого рода установки я бы взял мужской и женский штекерные разъемы и припаял резистор между ними, с небольшим проводом, соединяющим контакты заземления. Он должен быть достаточно компактным и конструктивно устойчивым.

Вы даже можете добавить компенсационные конденсаторы, если вас интересуют очень быстрые сигналы. Существует хороший ресурс о том , что здесь .

Затем вы просто вставляете оконечное соединение серии между проводом прицела и тестируемой платой и устанавливаете прицел на надлежащее затухание.

Коннор Вольф
источник
1
Для того, чтобы придать форму радиочастотному разъему, вы должны использовать прицел на входе с сопротивлением 50 Ом и использовать метод деления резисторов, чтобы получить амплитуду до приемлемого диапазона импеданса и напряжения?
W5VO
1
@ W5VO - Это зависит от того, используете ли вы соединения с низким уровнем шума или контролируемым импедансом, но для последнего - да.
Коннор Вольф
3
Мои опасения связаны с быстрыми нарастающими и падающими краями, и мои напряжения достаточно высоки, поэтому я не могу напрямую использовать режим 50 Ом. Я полагаю, что вы получили бы кучу неприятных эффектов линии передачи, если бы вы просто использовали коаксиальный кабель с сопротивлением 50 Ом прямо на вход 1 МОм прицела. Я пытаюсь минимизировать контур заземления для высокоскоростных сигналов.
W5VO
1
@ W5VO - Это абсолютно верный момент. Я признаю, что в первую очередь я использую встроенные разъемы, подобные тому, который я показываю, чтобы получить очень надежное соединение с низким уровнем шума, чтобы я мог выполнять высокоточную аналоговую верификацию, все на частотах значительно ниже 1 МГц, поэтому я на самом деле не рассматривал высокую частоту требования. Вы делаете отличные очки.
Коннор Вольф
1
По сути, еще одним преимуществом такого рода тестовой настройки является то, что при условии, что тестируемое устройство не заземлено, вы получаете очень хорошее качество локального заземления (и без контуров заземления) с ВЧ-разъемом. Когда вы смотрите на сигналы <1 мВ, наличие только одного провода заземления, идущего к заземлению на расстоянии одного-двух дюймов, может затмить интересующий вас сигнал с помощью различий в земле.
Коннор Вольф
7

Одна хитрость заключается в создании крошечных «кратеров» в холодном припое на контрольных точках с помощью какого-нибудь острого инструмента. Поначалу это может звучать деструктивно, но ИМХО это гораздо менее деструктивно и требует меньше усилий, чем пайка некоторых проводов. Острые наконечники зондов также предпочтительнее, чем тупые. Поместите наконечники зонда в эти кратеры во время измерения. Даже кратеры могут выглядеть небольшими, их часто достаточно, чтобы предотвратить соскальзывание наконечников зонда с контрольных точек.

Другой метод, который я узнал от Лекроя, применим для измерения на IC: s. Идея состоит в том, чтобы дублировать заземленную поверхность на верхней части микросхемы с помощью небольшой медной прокладки. См. Стр. 65 в следующей презентации Digikey / Lecroy

Boink
источник
2

Во-первых, обмотайте оголенный провод вокруг датчика (как вы видите на фото); он будет свободным и не совсем останется. Хитрость заключается в том, что вы затем снимаете его и слегка сжимаете (деформируя его примерно на 0,1 мм меньше), чтобы он был немного меньше диаметра зонда. Это гарантирует, что он будет плотно прилегать при вставке датчика.

Если вы хотите более надежный способ создания этих «специальных» заземляющих штекеров зонда, проверьте в своем местном хозяйственном магазине запас деревянных дюбелей ближайшего размера, меньшего, чем корпус зонда. Затем, когда вы наматываете проволоку вокруг штифта, результирующая «пружина» будет меньше, чем корпус зонда. Если он слишком мал, вы можете постепенно увеличивать его толщину, намотав изоленту на шток дюбеля до нужного размера.

Марку
источник
1
Я думаю, что ОП пытается найти метод поиска надежного соединения пружины с тестируемым устройством, а не между пружиной и датчиком.
RJR
1
Как подозревает RJR, у меня нет проблем с изготовлением или использованием традиционного пружинного заземляющего зажима, моя проблема в том, что он не остается подключенным к цепи, если я уберу руку.
W5VO
1
Припой на месте?
MarkU
2
Нет-нет, не паяйте сам датчик объема - я имею в виду просто припаять провод пружины. Вы можете сделать одну катушку, чтобы соответствовать заземляющей втулке зонда, и меньшую катушку, чтобы соответствовать наконечнику зонда.
MarkU
2
После того, как вы припаяете пружину, вы можете обмотать вокруг наконечника оголенную проволоку 30-го калибра, делая маленькое гнездо для наконечника. Скрутите два конца провода, пока он все еще находится вокруг наконечника, чтобы сформировать хвост, (и чтобы он был тугим) припаяйте хвост к контрольному узлу, припаяйте заземленную пружину, которую вы сделали выше, к земле на правильном расстоянии, и вы можете на вашей плате есть полупостоянное гнездо для зонда.
Джон Д