TEKTRONIX OSİLOSKOPLAR İÇİN DOĞRU

ELEKTRONİK
Tektronix
Osiloskoplar İçin
Doğru Prob Seçimi
SİNYALİNİZİN OSİLOSKOP EKRANINDA TAM DOĞRULUK İLE GÖRÜNTÜLENMESİ İÇİN SEÇECEĞİNİZ
PROBUN BAND GENİŞLİĞİ EŞLEŞECEĞİ OSİLOSKOPUN BAND GENİŞLİĞİNDEN EN AZ BEŞ KAT DAHA
İYİ OLMALIDIR.
Netes Mühendislik
Şekil 1: Yoğun devreli aygıt ve
sistemler için küçük boyutlu pob
örneği
En gelişmiş enstrüman bile
kendisine bağlanan verinin
doğruluğu kadar doğru olabilir.
Osiloskop beraberinde yer
alan prob fonksiyonları, ölçme
sisteminin bir parçasını oluşturur.
Hassas ölçmeler, probun ucundan
başlar. Test edilen cihaz ve
osiloskop ile eşleşen doğru seçilmiş
problar, sinyalin temiz bir şekilde
osiloskopa ulaşmasını sağlamanın
yanında tam doğrulukta ölçme
sağlamak için sinyali yükseltip,
sinyal bütünlüğünü korur.
236 I 3e Electrotech
Problar, rezistif, kapasitif ve
endüktif yükleme ile gerçekte
ölçme yapılan devrenin bir
parçasını oluşturarak önlenemez
bir şekilde ölçmeyi etkiler. En
yüksek doğruluk ile sonuçlar elde
etmek için minimal yükleme yapan
probu seçmek amaçlanmalıdır.
Osiloskopun ve probun ideal
eşleşmesi ile yükleme minimize
edilerek, osiloskobun tüm
kabiliyetlerine, özelliklerine ve
gücüne erişmek mümkündür.
Bağlantı için göz önünde
bulundurulması gerekli diğer bir
faktör ise probun boyutudur.
Küçük boyutlu problar ile
günümüzün yoğun bir şekilde
tasarlanmış devreleri üzerine Şekil
1’de görüldüğü gibi kolayca erişim
sağlanır.
Bu yazıda ölçme sisteminin
bütünlüğünü sağlayan prob tipleri
kısaca tanıtılmaktadır.
Pasif problar; kolay kullanımı, geniş
ölçme kapasitesi ve uygun fiyatı ile
tipik sinyal ve voltaj seviyelerinin
ölçmesinde tercih edilir. Pasif
Şekil 2: Tipik bir pasif prob ve
aksesuarları
voltaj ve akım probunun beraber
kullanılması, elektriksel güç
ölçümünde ideal çözüm sağlar.
Genelde pasif problarda, 10X,100X
gibi zayıflatma faktörü (attenuation
factor) bulunmaktadır. Kural olarak
zayıflatma değeri önce faktör
değeri sonra X işareti ile belirtilir.
Bunun tersine büyültme değeri
belirtilirken önce X işareti daha
ELEKTRONİK
sonra faktör değeri yer alır. Diğer
bir deyiş ile X10 gibi büyültme
faktöründe olduğu gibi X işareti
öncelik ile yer alır.
10X (“on kere” olarak okunur)
zayıflatmalı prob, devreye 1X
proba göre daha az yükleme
yaparak genel amaçlı pasif prob
olarak mükemmel kullanım sağlar.
Yüksek frekanslarda ve / veya
yüksek empedanslı kaynaklarda
devre yüklenmesi sorunu daha
çok telaffuz edilmeye başlanır. Bu
nedenle prob seçiminden önce
sinyal / prob etkileşimi analiz
edilmelidir. 10X zayıflatmalı prob,
ölçmelerin doğruluğunu iyileştirir.
Fakat osiloskop girişindeki sinyalin
genliğini 10 kat azaltır.
Sinyali 10 kat azalttığı için 10X
zayıflatmalı probları, tepeden
tepeye 10 millivolt’tan daha az
genliği olan sinyaller ile kullanmak
zorlaşır.
1X prob, 10X ile benzeş olup
sadece zayıflatma devresine
sahip değildir. Zayıflatma devresi
bulunmadığı için test edilen
devreye daha çok karışım olur.
10X zayıflatmalı prob genel
amaçlı prob olarak kullanılmalı;
düşük genliği olan ve düşük hızlı
sinyaller ise 1X zayıflatmalı prob
ile ölçülmelidir. Bazı problar,
kullanım kolaylığı sağlamak için 1X
ve 10X zayıflatma devresine sahip
olup, prob ucunda 1X veya 10X
zayıflatma oranı bir anahtar ile
seçilebilir. Eğer kullanılan prob bu
özelliğe sahipse ölçme yapmadan
önce doğru konuma set edilmelidir.
Birçok osiloskop, 1X veya 10X
prob kullanımını otomatik olarak
algılayıp, ekranda görülen ölçme
değerlerini prob zayıflatma oranına
238 I 3e Electrotech
göre ayarlar. Bazı osiloskoplarda ise
prob tipini kullanıcının set etmesi
veya volt / div düşey kontrol
üzerindeki 1X,10X işaretleri ile
okumak gerekir.
10X zayıflatmalı probların çalışması,
osiloskopun elektriksel özellikleri
ile probun elektriksel özelliklerinin
karşılıklı dengelenmesi ile sağlanır.
10X zayıflatmalı prob kullanmadan
önce osiloskop ile dengenin
sağlanması gerekir. Bu konu ile
detaylı bilgiyi kullanılan osiloskobun
kullanım kılavuzunda bulmak
mümkündür.
Şekil 2’de görülen pasif prob, genel
amaçlı problama için mükemmel
bir çözümdür. Bununla beraber,
genel amaçlı problar, çok hızlı
yükseliş zamanına sahip sinyalleri
hassasiyet ile ölçmez ve duyarlı
devrelere aşırı yükleme yapabilir.
Sinyal clock hızının veya kenar
hızının kararlı bir şekilde artması
halinde yüklemesi az olan yüksek
hızlı problara gerek duyulur.
Yüksek hızlı aktif ve diferansiyel
problar, yüksek hızlı ve / veya
fark sinyallerinin ölçümünde ideal
çözüm sağlar.
10X ZAYIFLATMALI PROBLARIN ÇALIŞMASI, OSİLOSKOPUN
ELEKTRİKSEL ÖZELLİKLERİ İLE PROBUN ELEKTRİKSEL
ÖZELLİKLERİNİN KARŞILIKLI DENGELENMESİ İLE SAĞLANIR. 10X
ZAYIFLATMALI PROB KULLANMADAN ÖNCE OSİLOSKOP İLE
DENGENİN SAĞLANMASI GEREKİR.
Şekil 3: Günümüz bilgisayar ve veri iletim teknolojisinde sıklık ile karşılaşılan
hızlı clock ve kenarların ölçmesinde yüksek performanslı problar kritik görev
üstlenmektedirler.
ELEKTRONİK
AKTİF VE DİFERANSİYEL PROBLAR
Lojik ailesinin alçak gerilim
seviyeli ve hızlı sinyallerinin tam
hassasiyet ile ölçme sonuçlarının
elde edilmesini başarabilmek zor
bir işlemdir. Sinyal sadakati ve
aygıt yüklenmesi kritik sorunlardır.
Yüksek hızlı sinyallerin osiloskop
performansına eşlenmesi için
problama çözümleri Şekil 3’te
görülmektedir. Sinyale erişim ve
osiloskopa iletimi sırasında sinyali
korumak ve sinyal bütünlüğünü
sağlamak için aktif ve diferansiyel
problar özel olarak geliştirilmiş
tümleşik devreler kullanılmaktadır.
Hızlı yükselme zamanlı sinyallerin
tam doğruluk ile Şekil 4’te görülen
ölçme sonuçlarını elde edebilmek
için yüksek hızlı aktif ve diferansiyel
problar kullanılmalıdır.
Yeni prob tipleri ile prob uçlarını
ayarlamadan üç tip ölçmeyi
bir kurulum ile gerçekleştirme
avantajı sağlanır. Bu problar, aynı
prob kurulumu ile diferansiyel,
tek hatlı ve ortak mod ölçümleri
gerçekleştirilir.
Şekil 4: Günümüzün yüksek hızlı,
alçak gerilimli sinyal uygulamalrında
gürültünün sinyalin incelenmek
istenen kısmından ayrılmasını
sağlayan diferansiyel problar
kullanılmaktadır. Bu problar özellik
ile tümleşik devrelerde sayısal sinyal
seviyelerinin eşik değerinin altına
düşmesi halinde önem kazanmaktadır.
240 I 3e Electrotech
EN YÜKSEK DOĞRULUK İLE SONUÇLAR ELDE ETMEK
İÇİN MİNİMAL YÜKLEME YAPAN PROBU SEÇMEK
AMAÇLANMALIDIR.
LOJİK PROBLAR
Şekil 5’te görülen lojik prob, 2 adet
8 kanallı pod sağlamaktadır. Her
prob ve problama sistemleri de
mevcuttur.
PROB AKSESUARLARI
kanal, test edilen cihaza basitçe
bağlantı sağlayan topraklama
bağlantılı prob ucu ile sonlanır.
Her podun ilk kanalı kolayca
belirlenmesi için mavi renklidir.
Ortak topraklama ucu otomotif
stilinde konnektör kullanarak test
edilen cihaza özel topraklama
yapılmasını sağlar. Kare pinlere
bağlantı yaplması halinde,
bir adaptör kullanarak, prob
topraklama ucunu, prob ucu ile
uzatabilirsiniz. Bu problar minimal
kapasitif yükleme ile çok gelişmiş
elektriksel karakteristiklere sahiptir.
Birçok modern osiloskop, sinyal
girişi ve prob konnektörü birleşmesi
ile ilgili otomasyon özelliğine
sahiptir. Akıllı prob arayüzleri
aracılığı ile probun enstrümana
bağlanmasını takiben probun
zayıflatma faktörü enstrümana
iletilerek, zayıflatma faktörünün
ekranda belirlenmesi sağlanır. Bazı
prob arayüzleri prob tipini pasif,
aktif veya akım olarak aygılayabilir.
Yine bazı arayüzler, prob için
DC güç beslemede sağlayabilir.
Aktif probların dahili amplifikatör
ve tampon “buffer” devresine
sahip olup, DC güç beslemesine
gereksinim duyulur. Yüksek hızlı
sinyalleri ölçme sırasında sinyal
bütünlüğünü iyileştirmek için
topraklama iletkeni ve prob uçları
aksesuarları sağlanabilinir. Test
edilen cihaza bağlantı sırasında
prob ucu ile topraklama iletkeni
bağlantısında esneklik sağlamak
için topraklama iletkeni adaptörleri
mevcuttur. Böylece prob ucu ile
test edilen cihaz arasında kısa
iletkenler kullanılabilir.
ÖZEL NİTELİKLİ PROBLAR
Not: Bu yazı, Tektronix tarafından
Belirtilen prob tiplerine ek olarak
akım, yüksek gerilim ve optik
prob ve diğerleri gibi özel nitelikli
yayınlanan “XYZs of Oscilloscopes”
Şekil 5: Karışık Sinyal Osiloskopları
(MSO) için lojik problar, cihazınıza
sayısal bağlantıyı basitleştirir.
dökümanından Türkçe’ye tercüme
edilmiştir.