Пробник осциллографический (Probe)

Пробник осциллографический (probe) – согласующее устройство, используемое для подключения входов осциллографа к исследуемым точкам электрической цепи. От пробников зависит погрешность измерения параметров сигнала, корректность отображаемой формы наблюдаемого сигнала.

Для конкретной измерительной задачи используется определенный тип пробников. При эксплуатации изнашивается раньше осциллографа и подлежит замене. Поэтому является съемным и заменяемым элементом.

Простейшим типом пробников являются пассивные осциллографические пробники с компенсированным делителем напряжения. Для достижения условия компенсации необходимо подстраивать величину корректирующей емкости пробника. При компенсации искажения прямоугольного импульса, генерируемого встроенным в осциллограф калибратором, отсутствуют. При завале вершины импульса наблюдается недоконпенсция, а при выбросе – переконпенсация.

Большинство пробников позволяет увеличить максимальное напряжение на постоянном токе или на низких частотах с десятков вольт до 500-600 В. На высоких частотах реактивная мощность резко возрастает и необходимо снижать максимальное напряжение на входе пробника, иначе его можно вывести из строя. Однако, как разновидность пассивных пробников, существуют высоковольтные пробники. Обычно они имеют коэффициент деления 1/100 или 1/1000 и входное сопротивление 10 МОм или 100 МОм.

Частотные характеристики осциллографического пробника зависят от его коэффициента передачи. Так, например, осциллографический пробник, предназначенный для работы в полосе частот до 60 МГц (с делителем 1:10), при значении делителя 1:1 имеет полосу около 13 МГц.

Все пробники обладают ослаблением, и ослабление некоторых из них можно регулировать. Коэффициентом деления называется величина, на которую пробник ослабляет амплитуду сигнала. Типичные коэффициенты деления: 1X, 10X и 100X. Пробник 1Х сигнал не ослабляет, тогда как пробник 10Х ослабляет сигнал в 10 раз по сравнению с сигналом на наконечнике пробника. Деление входного сигнала позволяет расширить измерительный диапазон осциллографа. Например, пробник 100Х позволяет измерять сигналы в 100 раз большие по амплитуде, чем с пробником без делителя. Обозначения 1Х, 10Х, 100Х и т.п. ведут свою историю с тех времен, когда осциллографы не могли автоматически определять ослабление пробников и соответствующим образом перестраивать свою шкалу. Например, обозначение 10Х напоминает, что все измеренные значения амплитуды надо умножать на 10. Современные цифровые осциллографы автоматически определяют ослабление пробника и соответствующим образом настраивают масштаб отображения сигнала. Коэффициенты деления пробников напряжения реализуются с помощью резистивных делителей. Поэтому пробник с большим коэффициентом деления обычно имеет большее входное сопротивление. Кроме того, делитель делит и ёмкость пробника, эффективно снижая входную ёмкость с ростом коэффициента деления.

По методу передачи сигнала различают симметричные и несимметричные осциллографические пробники. В несимметричных пробниках сигнал передается относительно «земляного» проводника. В симметричных пробниках (их чаще называют дифференциальными) сигналы измеряются относительно друг друга и никак не завязаны на «землю». Несимметричные пробники имеют более высокое входное сопротивление, более низкую входную ёмкость и обладают преимуществом, выраженным в более широком динамическом диапазоне, а также значительно более низкую стоимость. Симметричные пробники, как правило, выполнены с использованием дифференциальных усилителей, имеют малый уровень шумов, но основное их преимущество – гальванически «развязанные» каналы, что является необходимым требованием безопасности при работе с напряжениями более 60 В.

Смотрите типовую измерительную задачу "Построение амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) пассивного пробника"

Посмотреть ассортимент осциллографических пробников для осциллографов АКТАКОМ

Посмотреть ассортимент осциллографических пробников для осциллографов Tektronix

Посмотреть ассортимент осциллографических пробников для осциллографов Rigol