Sonda activa - discutie si solutii practice

[gauss]

Ce sa zic ... cum spuneti dumneavoastra . Eu am facut experiente cu aschii de cablaj , inclusiv pe ceramica si teflon , cu fire izolate rasucite , tronsoane de cablu coaxial de calitate , treceri de sticla , elemente metalice separate de dielectric aer , trimeri de UHF , si altele . Astea sub 0,1 pF ma depasesc ... presupunand ca apar la sonde de masura . Cateodata depasesc si aparatura pe care o am la dispozitie . Ma rog , toti avem lipsuri , de diferite naturi ... ale mele sant mai mari decat media . Am si unul foarte mare , cred doar ce vad si verific , mai ales in electronica , putina cu care ( mai ) am de - a face ...

Editat Septembrie 21, 2017 de gauss

[sesebe]

Ai punctat bine. La 0.1pF nici nu mai ai nevoie de condesatorii, numai capacitățile parazite sint mai mari.

[VAX]

Se pare ca nu ati lucrat cu repetoare de semnal bootstrapate, de asta va mirati cand auziti de capacitati de intrare < 0.1pF. Poarta tranzistorului FET, ca si rezistorul de polarizare si condensatorul de la intrare nu sunt pe cablaj, ci in aer. Doar drena si sursa sunt lipite pe cablaj. Tranzistorul in sine nu introduce o capacitate mai mare de 0,1pF la intrare, mai mare este cea de la varful sondei. Cu firul de masa nu este o problema, pentru ca in general se lucreaza la frecvente sub 100 MHz.

 

Se poate bootstrapa si varful sondei, cu un fel de inel de garda legat la emitorul repetorului de semnal.

Editat Septembrie 21, 2017 de VAX

[gauss]

N - ar fi bine sa ne arati dumneata o capacitate mai mica de 0,1 pF ? ... masurata cu ceva ? La indiferent ce ... altfel , vorbim discutii . Eu personal n - am lucrat cu nimic , m - ar bucura sa invat . Cu multumiri anticipate ! ...

Editat Septembrie 21, 2017 de gauss

[gsabac]

Ar fi corect sa puneti intrebari fara mistocareala, pentru ca precis "ce tie nu-ti place, altuia nu-i face"

ATC, American Technical Ceramics fabrica inca din 1985 condensatori ceramici de microunde pina la 40GHz.

Acestia au capacitati de precizie de la 0,1pF si forme speciale pentru montarea pe microstrip.

O serie de condensatori normali pentru circuite SMD este ATC-400z cu pdf-ul din atasament.

Pentru cine nu doreste sa studieze pdf-ul, mai jos sunt date sumare.

Am modificat schema initiala #1 cu sesizarile din postari si documentatii.

Se remarca urmatoarele:

- bootstrap de capacitate mica doar pentru drena;

- condensatorul din sursa a disparut si rolul sau este luat de rezistenta R2;

- pe schema sunt pusi si condensatorii paraziti;

Ceva observatii, modificari, imbunatatiri ?

 

@gsabac

ATC-400z capacitors.pdf

Editat Septembrie 21, 2017 de gsabac

[sesebe]

Ce vrea sa spună Vax cred ca este faptul ca nu folosești un condesatorii fizici ci numai o capacitate parazitare între pinul de grila (poarta} și capătul dinspre întrare a rezistorului. Cel puțin eu asa vad problema numai ca va fi foarte greu de calibrat o astfel de sonda, pt ca va fugi calibrarea cind pui capacul la ecranajul absolut necesar datorat impedantei foarte mari de intrare (altfel captezi numai paraziți).

[gauss]

Daca la mine va referiti , d - le Gsabac , sa stiti ca nu intreb nimic cu " mistocareala " . Ma rog , e termenul folosit de dumneavoastra . Eu nu mi - l asum , si nu fac aprecieri de genul la adresa actiunilor de pe forum ale altor useri . Oricare ar fi ei . La chestiune , poate nu m - am facut inteles . Am exprimat dubii cu privire la o afirmatie a d - lui VAX . Anume referitor la o capacitate de intrare a unei sonde in discutie . MAI MICA DE 0,1 pF . Dumneavoastra ati prezentat ( referiri ) la niste condensatori cu valori nominale incepand de la 0,1 pF .Va multumesc , nu ma ajuta in chestiunea pentru care intreb . De fapt , nu vad nici o legatura cu subiectul intrebarii . Pdf - urile unor componente sant accesibile , de regula ma documentez , atat cat pot . Valori de genul ... s - au folosit si in Romania ... chiar inainte de '89 . Pot sa va ofer in privat detalii , daca aveti dubii asupra afirmatiei mele . De unde si experientele care le - am facut , si de care am facut vorbire . Mi - au mancat destul timp , d' ala pe leafa ... Daca puteti sa - mi explicati cum anume o sonda , de care face vorbire d - l VAX , poate avea aceasta capacitate ( la intrare ) , MAI MICA de 0,1 pF , si cum ar putea fi masurata , nu indirect , gen fuga ( deplasarea frecventei ) unui oscilator sau din deductii , eventual o realizare industriala sau manufacturata care indeplineste ( dovedit ) acest criteriu , va sant profund recunoscator . Atat dumneavoastra , cat si d - lui VAX . Inca o data , nu am sustinut ca e imposibil . Doar ca am dubii , nu chiar din senin si din mania contrazicerii . Macar pana la proba contrara ... Am declarat ca nu stiu multe lucruri , si sant dispus sa invat , cred ca inca pot fi un elev bun . Poate nu pornesc chiar de la zero , sa fie timp pierdut cu mine ... Atat si nimic mai mult . Inca o data , cu multumiri pentru bunavointa !

Editat Septembrie 21, 2017 de gauss

[sesebe]

Eu nu am incredere la nivelul acesta de performante cerute decit in probe realizare de producatori renumiti ca de exemplu LeCroy (Tektronix, Agilent/Keysight, RS), iar LeCroy nu fabrica probe cu C_intrare mai mica de 0.6pF.

Am la servici de la LeCroy probele ZS1000 si ZS1500 iar astea au 0.9pF (nu 0.7 cum eronat am afirmat mai devreme), si chiar si la acestea pot vedea influienta asupra circuitelor analizate (de exemplu se modifica forma semnalului vizualizat cu o astfel de proba cind pun o adoua proba identica in acelasi punct de masura), si asta in circuite de impedanta mica ex: circuite digitale.

 

PS: tehnologia microstrip nu-i ascesibila decit unui numar foarte limitat de useri ai acestui forum si nici nu s-a adus in dicutie in acest topic (cel putin pina acum).

Mai este un aspect: pt masurat 100Mhz-200Mhz nu prea-si au rostul astfel de probe, general vorbind, pt ca exista si alte metode de masura mult mai "simple" sau mai ieftine.

Microstripul si capacitatile de fractiuni de picofarad sint pt frecvente de cel putin 400-500Mhz.

Editat Septembrie 21, 2017 de sesebe

[gsabac]

N - ar fi bine sa ne arati dumneata o capacitate mai mica de 0,1 pF ? ... masurata cu ceva ? La indiferent ce ... altfel , vorbim discutii . Eu personal n - am lucrat cu nimic , m - ar bucura sa invat . Cu multumiri anticipate ! ...

Aceasta exprimare este "multibigua" si de aceea v-am postat condensatorii de precizie, netinind oarecum seama si de ideile din postarile anterioare.

Desigur ca ar fi vrut sa spuna ca 0,1pF ar fi o capacitate mai buna, pentru masurarea circuitelor acordate, decit 0,5pF sau 1pF.

La aprecieri calitative, se poate pune o capacitate foarte mica sau apropia capatul sondei de zona de masura.

Aceasta masuratoare poate indica ceva numai daca nivelul semnalului este destul de mare. Se pot aprecia rezonante, oscilatii, etc.

Grid Dip Metru foloseste un cuplaj inductiv, inclus intr-un circuit acordat, cu ajutorul caruia se masoara frecventa iar osciloscopul unul capacitiv.

Imi place idea lui @sesebe de masurare prin superpozitie. Este grozav sa ai acces la asemenea aparate si sa stii sa mai si masori.

 

Tot restul sa fie numai de bine !

 

@gsabac

[gauss]

Eu folosesc de Rohde , diferentiale , ma rog , colectivul ... din pacate nu pot posta foto , ca de obicei , poate sant crezut pe cuvant ... oricum nu conteaza ( cel putin pentru mine ) :

 

https://www.rohde-schwarz.com/us/product/rtzd20-productstartpage_63493-10807.html

 

A mai de jos , din tabel . Si altele ...

Editat Septembrie 21, 2017 de gauss

[gsabac]

Cred ca este productiv sa ne apreciem si sa mai invatam cite ceva, unii de la altii, nu sa ne suspectam

ca sa contram pentru cit mai multe postari.

Sonda pe care ati indicat-o am gasit-o, dar am pus alta poza pentru forum.

Simpatica sonda diferentiala.

Ca amatori, putem masura condensatori de valoare mica cu ajutorul unui aparat de masura, caruia i se pune

de exemplu 1pF intre borne. Pentru sonda din topic, o alimentam si o conectam cu terminale scurte in paralel

cu condensatorul de 1pF. Diferenta arata capacitatea sondei ( masuratoarea este corecta pina la 12Vvv semnal

generat de aparatul de masura). Probabil ca se masoara mai imprecis capacitati de zecimi de pF, depinde de cit

de precisa este scala aparatului de masura, de aducerea la zero in lipsa masuratorilor, etc.

 

@gsabac

Editat Septembrie 21, 2017 de gsabac

[gauss]

Eu nu suspectez pe nimeni . Nici nu contrez pentru postari . Qui prodest ? ... Doar pun intrebari ... cand nu inteleg ceva , sau am alte pareri . In topicuri care ma intereseaza , cum este acesta . Nu prea primesc raspunsuri , macar in cazul de fata . Ma rog , nu ma multumesc . Pacat ca nu mai construiesc nimic , in regim " home made " , sa am ce arata . Nu ca topicul de fata ar abunda de asa ceva ... Acestea fiind spuse , urmaresc topicul in continuare , mai am multe de invatat , dar nu vreau sa deranjez pe nimeni ...

Editat Septembrie 21, 2017 de gauss

[Vizitator]

Circuitele acordate se verifica cu altfel de aparate. De exemplu un dip-grip-metru (sper ca am scris numele corect).

 

Am la servici sonde de 0.7pF si 1.5Ghz dar accepta maxim +/-8V la întrare.

In multe cazuri este prea puțin.

Am fabricat o "sonda" 100x cu ~1pF -1.5pF /1Megaohm și 200V și am fost foarte mulțumit de ea. Era pasiva iar impedanta se păstra conform simulării pina la frecvente destul de inalte și nu cobora sub 10kohm. Condensatorul paralel pe rezistenta serie de întrare era din doua șirmulițe răsucite de o lungime de 3mm și aproape 1.5 răsuciri.

 

 

Azi (si de vreo 30 de ani) reglajele si masuratorile in RF (mai ales VHF-SHF, dar chiar si in HF) se efectueaza cu alte aparate si mai ales pe alte principii decat cascatul ochilor la o sinusoida reprezentand un semnal de tensiune RF desenata pe ecranul unui osciloscop; azi se fac de cele mai multe ori cu masuratori strict specifice domeniului RF. Orice problema si orice reglaj in interiorul unui circuit RF se observa prin efectul sau la porturile etajului si de aceea masuratorile se fac la porturi utilizand VNA, SNA, powermetre sau milivoltmetre de RF.

Reglajul unui etaj utilizand filtru LC, cu cuarturi, filtru helix sau cu cavitati, nu se mai face cu "sonde de mare impedanta" urmarind amplitudinea unui semnal de tensiune pe un cuart, pe o bobina, pe un rezonator, pe o linie microstrip, pe un trimer sau in colectorul vreunui tranzistor cu osciloscopul, ci se face cu VNA la porturile etajului (sau ale filtrului) urmarind cu totul atceva decat amplitudinea unei sinusoide pe ecranul unui osciloscop.

 

Faptul ca majoritatea sondelor active de ultrainalta frecventa pentru osciloscoape sunt azi specificate pentru amplitudini de tensiune foarte reduse este ceva absolut normal: azi sondele cu banda aceea de frecventa sunt utilizate in majoritatea cazurilor pentru masuratori in circuite digitale de mare viteza (v. si gsabac mai sus) si nu pentru masurari in colectorul unui tranzistor sau anodul unui tub dintr-un final TV de emisie, nimeni nu masoara astfel acolo in acele etaje.

Altfel, presupunand ca ar realiza cineva vreodata o sonda cu Ci=1,5 pF la 2 GHz pentru utilizarea in RF care sa admita 100 Vef, doar calculeaza de curiozitate ce curent de RF ar circula prin capacitatea de intrare a acelei sonde la frecventa si amplitudinea de tensiune respectiva... Adauga la asta faptul ca in afara de capacitatea de intrare proprie, varful sondei adauga si o capacitate fata de masa montajului si fata de alte elemente ale etajului masurat (de exemplu atunci cand masori in colectorul unui tranzistor varful ei adauga o capacitate inclusiv fata de baza tranzistorului, adauga deci un cuplaj in-out care poate avea efect chiar mai mare decat capacitatea adaugata in colector!)... si intelegi astfel de ce nu se prea produc sonde active de RF, de ce nu se practica asemenea masuratori la frecvente inalte si deci de ce insistenta unora de a obtine sonde de RF cu Zi chiar si de numai 10 kohmi la 2 GHz este inutila.

Practica de azi a masuratorilor RF vectoriale la porturi, sau masurarea scalara a nivelelor de putere RF, dau mai multe informatii - mai relevante si mai utile- (si mult mai precise!) despre un etaj RF de VHF-SHF (si chiar HF) decat plimbatul cu sonda osciloscopului prin circuit. Este bine de stiut asta, pentru ca daca la un loc de munca in RF un sef destept te vede a doua zi dupa angajare alergand cu sonda osciloscopului prin etajele de UHF-SHF pentru a masura "tensiuni", s-ar putea sa te mute la lucrul on site ca sa te urci pe piloni in miez de iarna cu geanta-n spate, la "semepeseuri", sau eventual te trezesti somer.

 

Te rog observa ca una este sonda activa pentru RF (asa cum a fost declarata ca si utilizare si scop in chiar acest topic) si altceva este sonda activa pentru osciloscop, chiar daca aici pe forum nimeni nu face diferenta. Diferenta este data de insasi semnalele ce trebuiesc masurate, pentru ca sondele de RF lucreaza cu semnale sinusoidale (deci nu intereseaza raspunsul la impulsuri, timp de crestere, supracrestere, etc), pe cand cele pentru osciloscop trebuiesc a procesa corect inclusiv impulsuri cu fronturi extrem de abrupte, timpul de crestere, supracresterea precum si diferentele de timpi de propagare intre exemplare diferite de sonde fiind determinante. Un exemplu de sonda activa de RF este aceasta , si crede-ma ca este altceva fata de o sonda activa de osciloscop (stiu pentru ca o am).

 

D'aia si atitudinea duplicitara si aroganta a lui VAX este deranjanta si mai sus a fost sesizata de unii,... o data da de pereti cu inginerii si proiectantii de la Tek pentru ca vai dom'le Ri de la P6021 scade la frecvente inalte, si alta data zice ca pentru sonda dansului il intereseaza numai pana la 100 MHz si ca sonda ar fi destinata masurarii pe circuite LC... altfel o sonda cu banda de 2 GHz cuplata la osciloscopul acela Tesla este la fel de utila precum etalonul de frecventa cu stabilitatea termica obtinuta din simulare...

Iar cand de fapt ajungem a ne limita numai la domeniul HF asa cum s-a adus in discutie mai sus, ajungi repede la concluzia ca daca vrei neaparat sa masori cu osciloscopul acasa, sonda simpla din Elektor este suficienta, si eventual chiar si numai sonda divizoare pasiva a osciloscopului, asa cum dealtfel am si facut toti pana acum fara a ne plange ca in FI de 9 MHz sonda 10:1 ar influenta mult circuitele, pentru ca pana la urma nu suntem chiar asa de amatori incat sa nu stim ca trebuie sa masuram nu neaparat direct pe circuitul LC, in orice lant de RF existand multe puncte de impedante mai potrivite masurarii... Sa nu-mi spuna cineva ca a masurat filtre cu cuarturi masurand semnale de tensiune pe cuarturi in interiorul filtrului sau ca a masurat si reglat filtre LC de ordin superior masurand tensiunea in interiorul cicuitelor filtrelor si nu la in/out! Pentru ca scopul reglajelor nu este intotdeauna obtinerea unei anumite amplitudini a tensiunii intr-un punct ales de noi dupa cum ne taie capul, ci altceva.

[VAX]

@gauss

 

Nu vi se pare credibila masurarea capacitatii de la intrarea sondei prin deplasarea frecventei unui oscilator LC care vine in contact cu sonda? Pentru care motiv ? Cititi despre amplificatoarele bootstrapate si va lamuriti de cate ori este redusa capacitatea de la intrare prin reactie pozitiva. Fara bootstrap Ci = 5-6 pF la JFET. Cu bootstrapare se poate reduce si de 100 de ori.

 

@gsabac

 

Daca bootstraparea nu se face corect (total, ca in schemele clasice), nu este eficienta. Va puteti da seama usor prin simulare cu Rg mare (100k sau mai mult). Cu cat este mai eficienta bootstraparea, cu atat urca frecventa maxima de lucru a sondei. Daca aveti deja instalat Circuit Maker, simulati pe fisierele date de mine la prima postare. Au fost puse in scop didactic, sa se lamureasca toata lumea cum este cu bootstraparea. Pentru cei care nu au kitul de instalare, am indicat la alta postare de unde sa-l descarce.

 

@Traian B

 

Sa nu patiti ceva de la enervare. Mai bine nu mai cititi ce scriu eu pe forum, ca va face rau.

Editat Septembrie 21, 2017 de VAX

[gsabac]

@VAX cunoasteti cuvintul "belaliu" ar fi bine sa renuntati la acest mod de a purta dialoguri pe forum.

Nu sunt eu pus sa fac ordine, dar va rog sa o faceti pentru noi toti si pentru dvs.

Am facut tot ce postati, aveti dreptate partial cu bootstraparea, dar totul trebuie expus treptat, la rind, cu masura,

astfel incit sa fie un ansamblu cit mai inchegat si la sfirsit poate si un circuit practic testat, eventual un proiect sau chit.

Deci din nou ultima schema pe CA. Va fi si pe CC.

Daca nu nu este feedback la schema, mergem mai departe cu o schema pe CC cu dublu MOSFET.

Aceasta schema are o stabilitate de 0,5mV/⁰C, dupa cum reiese din simulari si un nivel maxim de intrare de +/-6V.

In legatura cu comportarea in frecventa este aceeasi ca la schema cu FET.

 

@gsabac

Editat Septembrie 21, 2017 de gsabac