Explorando os diferentes tipos de pontas de prova usadas com osciloscópios digitais

Introdução
Digital osciloscópios são equipamentos essenciais para todas as situações em que é necessário analisar e medir sinais elétricos. Se você escolher a sonda certa para seus propósitos, pode ter certeza de que os resultados de suas medições serão precisos e confiáveis. Sem pontas de prova, capturar sinais do dispositivo em teste (DUT) e transferi-los para o osciloscópio não é viável.

Nesta seção, veremos as várias pontas de prova compatíveis com os osciloscópios digitais. É essencial ter uma compreensão sólida dos atributos, vantagens e desvantagens de cada forma de sonda disponível antes de selecionar uma sonda que atenda às suas necessidades de medição. Isso ocorre porque existem muitos tipos de sondas.

Sondas Passivas
Como as sondas passivas são muito acessíveis e simples de usar, elas são a forma de sonda mais usada. Cabo coaxial e um divisor de tensão resistivo são os dois componentes que compõem cada ponta de prova.

Como as pontas de prova passivas não dependem do tipo de sinal enviado, elas podem ser usadas para fazer qualquer tipo de medição com facilidade. A largura de banda desses tipos de dispositivos geralmente varia de várias centenas a vários gigahertz.

As sondas passivas oferecem uma série de vantagens, sendo as mais notáveis ​​o baixo custo e a simplicidade. Eles têm uma operação direta e não exigem nenhuma fonte de energia extra. No entanto, as sondas passivas têm suas desvantagens e restrições.

Ao carregar o circuito que está sendo testado, sua capacitância de entrada aumentada tem o potencial de induzir distorção no valor medido, o que é mais provável de ocorrer em frequências mais altas. Além disso, como seus fios de aterramento são mais longos, existe a possibilidade de que eles possam contribuir com ruído adicional para a medição.

Sondas Ativas
Desempenho aprimorado e impedância de entrada reduzida são dois benefícios que as pontas de prova ativas fornecem para aplicações de alta frequência que são bastante úteis. Como o cabeçote da sonda possui componentes eletrônicos ativos, o efeito de carga capacitiva pode ser reduzido e, como resultado, há muito menos ruído.

As sondagens ativas geralmente têm uma largura de banda maior que a das sondagens passivas. A largura de banda da sonda ativa pode variar de várias centenas de megahertz a vários gigahertz.

Uma das principais vantagens das pontas de prova ativas é sua alta impedância de entrada, que diminui a influência da carga no circuito que está sendo monitorado.

Esta vantagem pode ser encontrada em sondas ativas. Além disso, possuem menor nível de ruído de fundo e melhor qualidade de sinal. As sondas ativas, por outro lado, geralmente precisam de uma fonte de energia extra e são vendidas a um preço maior do que as sondas passivas.

Sondas atuais
As sondas de corrente são projetadas especificamente para medir corrente alternada, como sugere o nome da ferramenta. Eles são usados ​​em situações em que não é possível estabelecer uma conexão direta com o circuito, ou quando é necessário medir a corrente sem causar qualquer interrupção no circuito. A configuração de uma sonda de corrente é o que define se ela é ativa ou passiva em operação.

A geração de um campo magnético permite a medição de corrente usando sondas passivas. Eles não danificarão nada e não colocarão as mãos no circuito em si. Como resultado de sua resposta de frequência limitada, as pontas de prova de corrente passiva geralmente fornecem resultados precisos apenas para testes em baixas frequências.

Um sensor de corrente e componentes de amplificação elétrica estão incluídos dentro das cabeças das sondas de corrente ativas.

Por causa de sua maior largura de banda e maior sensibilidade, as pontas de prova ativas são mais adequadas para monitorar correntes de alta frequência do que pontas de prova passivas. Isso ocorre porque as sondas ativas são mais precisas. As sondas de corrente ativas geralmente incluem recursos como ganho variável e filtragem como tarifa padrão.

Sondas Diferenciais
Uma ponta de prova diferencial pode ser usada para medir a tensão em quaisquer dois pontos em um circuito, independentemente de sua localização. Com sua ajuda, tópicos como ruído, rejeição de modo comum e sinalização diferencial em sistemas balanceados podem ser investigados.

As sondas diferenciais são equipadas com duas entradas que podem ser utilizadas para vincular as localizações dos pontos alvo de interesse.

Devido à forte taxa de rejeição de modo comum (CMRR) das pontas de prova diferenciais, é possível realizar medições com baixo nível de ruído e interferência. LISUN fornece os melhores osciloscópios do mercado.

Alguns exemplos de aplicações populares incluem análise de acionamento de motores, teste de automóveis e teste de eletrônica de potência. Existem dois tipos de pontas de prova diferenciais: passivas e ativas, e cada uma tem sua largura de banda única e características de sensibilidade de tensão.

Sondas de alta tensão
Para medir sinais de alta tensão de maneira segura, são necessários aparelhos especializados, como uma sonda de alta tensão. Essas pontas de prova são absolutamente necessárias para qualquer aplicação que envolva tensões fora da faixa de entrada das pontas de prova de osciloscópio padrão.

Alguns exemplos de tais aplicações são eletrônica de potência de alta tensão e sistemas de distribuição elétrica. As sondas de alta tensão podem ser passivas ou ativas, dependendo da preferência do usuário.

Os divisores de tensão resistivos são usados ​​por pontas de prova passivas de alta tensão para reduzir a tensão muito alta a um nível compatível com um osciloscópio. Na maioria dos casos, eles são capazes de funcionar adequadamente em tensões que variam de algumas centenas a vários milhares de volts. As medições de alta tensão que são feitas usando uma ponta de prova passiva são simples de fazer e podem ser usadas em qualquer contexto.

Uma ponta de prova de um testador de alta tensão ativo normalmente possui um divisor de tensão ativo embutido. Como consequência direta disso, a capacidade de resposta e a precisão da frequência podem ser aprimoradas em comparação com sondas passivas. As pontas de prova ativas de alta tensão geralmente vêm equipadas com uma variedade de recursos, como taxas de atenuação configuráveis ​​e configurações de largura de banda personalizáveis.

Sondas Especializadas
As sondas de uso geral mencionadas acima são apenas a ponta do iceberg quando se trata da variedade de sondas disponíveis para uso em vários contextos de medição. Algumas ilustrações são:

Sondas Ativas Diferenciais: Esses sensores são otimizados para medições de sinal diferencial em altas frequências. Aplicações como transferência de dados em alta velocidade e processamento de sinal diferencial podem tirar proveito de seu baixo ruído e excelente rejeição de modo comum.

Sondas do Analisador Lógico: Para examinar sinais digitais, osciloscópios par com sondas do analisador lógico. As formas de onda digitais podem ser capturadas e analisadas com a ajuda deles, e também fornecem opções sofisticadas de acionamento e decodificação. Se você precisar solucionar problemas de circuitos digitais, protocolos ou sistemas integrados, precisará de uma sonda de analisador lógico.

Sondas de Fibra Óptica: Para medir sinais ópticos, são usadas sondas de fibra óptica. Para analisar sinais de ondas de luz com precisão em campos tão diversos como telecomunicações, comunicações de fibra ótica e redes óticas, eles têm uma conexão de fibra ótica que se conecta ao osciloscópio.

Sondas de temperatura: A sonda de temperatura é uma sonda especializada para fazer leituras de temperatura. Termopares ou detectores de temperatura de resistência (RTDs) são sensores de temperatura comuns encontrados nessas sondas. Eles permitem o monitoramento e medição de temperaturas em circuitos elétricos e eletrônicos e sistemas de distribuição de energia e software de gerenciamento térmico.

Conclusão
A precisão e a confiabilidade de suas medições dependerão da sonda que você escolher para digital osciloscópios. Enquanto as pontas de prova passivas são mais baratas e podem ser usadas para uma variedade de propósitos, as pontas de prova ativas fornecem desempenho superior, especialmente ao medir em altas frequências.

Requisitos de medição específicos podem ser atendidos usando uma ponta de prova de corrente, ponta de prova diferencial ou ponta de prova de alta tensão. Além disso, sondas especializadas, como aquelas projetadas para uso com um analisador lógico, um cabo de fibra ótica ou um medidor de temperatura, oferecem funcionalidades ainda mais sofisticadas. Você pode escolher a sonda ideal para suas necessidades de medição, aprendendo sobre seus recursos e como ela pode ser usada.

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