Mi libro de texto dice que el modo z alto permite que Vout coincida estrechamente con el valor de Vin. (¿Coincide esta impedancia?) Si este es el caso, ¿en qué tipo de escenarios debo usar un modo Z alto frente a un modo de 50 ohmios en un ¿osciloscopio?
Cuando se trabaja con muchas situaciones que no son de RF y se trata de señales de voltaje, desea utilizar el modo Z alto. Muchos osciloscopios de frecuencia más baja y de uso más general (generalmente, ancho de banda inferior a 1 GHz) solo tienen un modo Z alto o, si tienen un modo de 50 ohmios, no es el predeterminado.
Una vez que comienza a trabajar con sistemas de RF y frecuencias más altas, la gente tiende a hablar de señales de potencia y no de voltajes o corrientes. Todo tiene una impedancia igualada y tenemos que tener cuidado de que nuestra medición no afecte esto. Las reflexiones debidas a la falta de coincidencia no solo pueden generar errores en las lecturas, sino que también pueden causar que los amplificadores comiencen a oscilar o que los mezcladores funcionen incorrectamente. En estas frecuencias, tendemos a usar 50 ohmios (o cualquiera que sea la impedancia de su sistema, 75 ohmios todavía se usan comúnmente en transmisiones de televisión y aplicaciones relacionadas) o usamos una sonda activa que se conecta a nuestro osciloscopio con una línea de 50 ohmios.
Una razón clave por la cual no es solo el hecho de que estamos tratando con sistemas de impedancia adaptada, sino también con el ruido. Los osciloscopios se utilizan generalmente desde CC hasta su ancho de banda. A medida que aumentamos el ancho de banda, también lo hace nuestro ruido térmico. Como resultado, el ruido de voltaje se vuelve muy grande. Para poner esto en perspectiva: con una impedancia de 1 MOhm y un ancho de banda de 1 GHz, tenemos un ruido RMS de 4 mV. Esto significa que si probamos un sistema de 50 ohmios con nuestra sonda de 1 MOhm, el ruido de fondo de nuestra medición es de unos -35 dBm. Para una sonda de 10 MOhm (común en una sonda de 10 veces) eso llegaría a un nivel mínimo de ruido de solo -25 dBm. ¡Estos son niveles de ruido muy malos, lo que hace que el visor sea casi inútil para cualquier medición! A modo de comparación: una sonda de 50 ohmios con el mismo ancho de banda de 1 GHz tendría un ruido de fondo de solo 28 microvoltios o -83 dBm.
Según mi experiencia, el modo Hi-Z (y una sonda 10X para una impedancia aún mayor) es el modo normal, y en muchos visores, el único modo.
El modo de 50 ohmios solo se usaría para RF u otras situaciones en las que esté midiendo señales en una línea de transmisión de 50 ohmios.
¡Buena pregunta! La entrada High Z de un osciloscopio se usa típicamente para mediciones de hasta 700 MHz más o menos, luego las personas cambian al modo de 50 ohmios. La ruta de 50 ohmios suele tener mucho menos ruido.
Use la ruta Z alta para evitar cargar su circuito, y la ruta de 50 ohmios para igualar la impedancia y evitar reflejos y otros efectos de desajuste.
keith