Condensador de bloqueo de CC de bricolaje para osciloscopio

Estoy estudiando convertidores de conmutación y quiero una configuración de banco que me permita observar de manera confiable las diversas formas de onda de voltaje (salida, inductor, interruptor) en mi osciloscopio.

Rápidamente descubrí que simplemente conectar mi sonda 10x con un sombrero de bruja y una coleta de tierra no iba a funcionar muy bien, ya que captaba grandes picos inductivos y ocultaba el resto de la acción en el ruido:

Esta imagen es de la nota de la aplicación Analog Devices aquí sobre la medición de la ondulación de salida del regulador de conmutación , que es exactamente el tipo de cosa que estoy tratando de hacer. Los resultados que obtengo son bastante similares.

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Esa nota de la aplicación recomienda una configuración como esta, que me gustaría construir:

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La idea básica es una longitud de 50 Ω coaxial soldado directamente al capacitor de salida (SMD en este caso), alimentado a través de un capacitor de bloqueo de CC (el acoplamiento de aluminio tubular en la entrada 2 del osciloscopio) y usando el 50 Ω impedancia de entrada del osciloscopio.

Mi visor (Rigol DS1054Z) no tiene 50 Ω opción, pero tengo un terminador de paso que logra lo mismo.

Lo que no tengo es un accesorio de condensador de bloqueo de CC.

Así que me preguntaba. ¿Qué tan difícil podría ser armar al menos uno bastante utilizable?

Entonces, mi pregunta principal es cómo dimensionar el capacitor y qué tipo/dieléctrico sería adecuado. Estoy feliz de ordenar el tipo correcto y esperar, pero también me gustaría abofetear lo más parecido que tengo a mano que funcionaría solo para tener una idea. El ancho de banda efectivo sería de forma óptima entre 10 kHz y 100 MHz.

Supongo que usaría un condensador axial, lo soldaría en línea con el conductor central coaxial, lo envolvería en plástico, luego usaría una lámina de cobre para envolverlo y soldaría la trenza coaxial a eso, luego lo envolvería todo, tal vez después de envolver un poco de plástico de una botella de Coca-Cola de 2 litros alrededor para darle resistencia mecánica.

Si las tapas SMD fueran a funcionar, podría usar un poco de veroboard más o menos de la misma manera.

¿Alguien tiene algún consejo sobre la selección de capacitores o el enfoque de construcción que pueda ayudarme?

¿No hay acoplamiento de CA en el alcance?
@uint128_t -- El problema es el 50 Ω terminación, que es básicamente una 50 Ω resistencia del conductor central coaxial a tierra. Esto sucede antes del capacitor de bloqueo interno y generaría mucha corriente en los voltajes de salida de 5-48 V que mediré. Por lo tanto, se debe agregar una tapa de bloqueo de CC antes de la 50 Ω terminación.
Ah, me olvidé de eso. Tiene sentido.

Respuestas (2)

Algo realmente pequeño (quizás que podría ensamblarse entre dos conectores de lanzamiento laterales con espacios reducidos) y que tenga una impedancia lo suficientemente baja en su frecuencia de extremo bajo para no afectar demasiado la carga de 50 ohmios.

Entonces, si Xc = 1/(2*pi*1E4*C) = 1 ohm, Cmin ~= 15uF.

Puedes conseguir 1210 10uF X7R caps. Uno o dos de ellos en paralelo: verifique las curvas de impedancia en su frecuencia más alta y en paralelo con valores más bajos si es necesario. Si necesita mucho más de 50V-63V, será más difícil.

Luego, duplique o triplique ese valor porque tendrá toda la salida del regulador como un sesgo de CC a través de estos, lo que afectará enormemente la capacitancia efectiva del X7R. muRata y otros fabricantes tienen excelentes gráficos para esto.
Este es solo el boleto, gracias Spehro! :) Creo que montaré un conector BNC de una caja de aluminio extruido de 25 x 25 x 50 mm que he pedido y lo probaré. Hice un prototipo feo con un condensador de película tubular de 1uF que tenía a mano, lo coloqué en un tubo de LDPE y lo envolví con papel de aluminio y cinta para protegerlo, y eso definitivamente prueba el concepto; el ruido de bajo nivel se reduce al ruido de fondo del osciloscopio y ahora puedo ver algo útil. No estoy seguro de qué hacer con la forma de onda que veo ahora, pero esa es una pregunta nueva :)
@pipe Buen punto, pero fui bastante conservador con el 1 Ω así que decidió no entrar en eso.

Unos pocos uF de capacitancia deberían ser suficientes, pero 20-30nF pueden incluso ser adecuados (una tapa más grande magnificará más las ondas de frecuencia más baja, en relación con las ondas de frecuencia más alta).

Las tapas de tantalio son por lo que escucho a la mayoría de la gente, pero cualquier tapa de estado sólido no polarizada de calidad decente debería funcionar para "jugar".

Intente soldar una pequeña tira de PCB al final de su enchufe, con un corte en el revestimiento para soldar las tapas; luego conecte un extremo al enchufe de su alcance y el otro extremo al conductor coaxial ctr. Envuelva la placa y su cubierta coaxial con cinta conductora removible (sobre aislamiento entre cinta y pcb, por supuesto); luego experimente con diferentes límites de valor hasta que encuentre uno que le guste lo suficiente como para pedir un tantalio y construir un conector más permanente a su alrededor.

Los tantalios son una forma de electrolítico y están polarizados en.wikipedia.org/wiki/Tantalum_capacitor . ¿Cómo funcionaría eso cuando la polaridad de la CC puede estar en cualquier dirección? ¿Qué quiso decir específicamente con tapa de "estado sólido"? simplemente no es un electrolito líquido?
Tal vez mi error en los tantalios (culpo al direccionamiento defectuoso en el almacenamiento de datos neuronales). Resultado final: desea una tapa no polarizada que no sea de aluminio, electrolítica o EDL/supercap/ultracap (o cualquier otra cosa con un electrolito líquido que pueda filtrarse/evaporarse/etc. y reducir su capacitancia efectiva)
Condensador de bloqueo de CC de bricolaje para osciloscopio
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