Osiloskop Problari

Sinyalinizin osiloskop ekranında tam doğruluk ile görüntülenmesi için seçeğiniz probun band genişliği eşleşeceği osiloskopun band genişliğinden en az beş katı daha iyi olmalıdır.

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. Problar, rezistif,kapasitif ve endüktif yükleme ile gerçekte ölçme yapılan devrenin bir parçasını oluşturarak, önlenemez bir şekilde ölçmeyi etkilerler. En yüksek doğruluk ile sonuçlar elde etmek için minimal yükleme yapan probu seçmek amaçlanmalıdır. Osiloskopun ve probun ideal eşleşmesi ile yükleme minimize edilerek, osiloskopunuz tüm kabiliyetlerine, özelliklerine ve gücüne erişebilirsiniz. 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.

Netes Mühendisliğin bu yazısında ölçme sisteminizin 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 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 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 neden ile prob seçiminden önce sinyal/prob etkileşimi analiz ediniz. 10X zayıflatmalı prob, ölçmelerinizin doğruluğunu iyileştirir, fakat bunun yanında osiloskop girişindeki sinyalin genliğini 10 kat azaltır. Sinyali 10 kat azalttığı için 10X zayıflatmalı probları, tepeden- tepeye 10 millivolt'dan 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 probu genel amaçlı prob olarak kullanınız, düşük genliği olan ve düşük hızlı sinyalleri 1X zayıflatmalı prob ile ölçünüz. 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 probunuz bu özelliğe sahip ise, ölçme yapmadan önce doğru konuma set ediniz. Bir çok osiloskop, 1X veya 10X prob kullanımını otomatik olarak algılayıp, ekranda görülen ölçme değerlerini prob zayıflatma oranına göre ayarlar. Bazı osiloskoplarda ise prob tipini kendinizin set etmesi veya volt/div düşey kontrol üzerindeki 1X,10X işaretleri ile okumanız gerekir. 10X zayıflatmalı probların çalışması, osiloskopun elektriksel özellikleri ile porbun elektriksel özelliklerinin karşılıklı dengelenmesi ile sağlanır. 10X zayıflatmalı prob kullanmadan önce osiloskopunuz ile dengeyi sağlamanız gereklidir. Bu konu ile detaylı bilgiyi osiloskopunuzun kullanım kılavuzunda bulabilirsiniz.

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.

Aktif ve Diferansiyel 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'de 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'de 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.

Lojik Problar

Şekil 5'de görülen lojik prob, 2 adet sekiz kanallı pod sağlamaktadır. Her 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.

Özel Nitelikli Problar

Belirtilen prob tiplerine ek olarak, akım, yüksek gerilim ve optik prob ve diğerleri gibi özel nitelikli prob ve problama sistemleri de mevcuttur.

Prob Aksesuarları

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.