Medición de ruido en rieles de CC con sonda activa

Tengo una sonda activa Tektronix P6245 (solo permite entrada de CC) y deseo usarla para ver ruido en varios rieles de suministro de energía. Ya hice esto en un riel de +3.3V y puedo obtener suficiente compensación de CC en el osciloscopio (Tek TDS744a) para ver milivoltios.

Sin embargo, se complica con voltajes más altos (dentro de los límites de la sonda). Por ejemplo, un riel de CC de +12 V es resistente. Llevar la resolución vertical a un nivel que proporcione datos significativos simplemente no es posible.

Estoy considerando un capacitor de bloqueo de CC entre la sonda y el riel bajo prueba. ¿Es esta una opción razonable? ¿Alguna sugerencia sobre la mejor manera de hacer esto?

No veo ninguna razón por la que no pueda usar la tapa en serie y R a tierra para monitorear con sonda. El diseño y la ruta de tierra pueden comprometer su ancho de banda de 5 GHz, pero no hay problema aquí. Sugiera una tapa de cerámica o plástico NPO. Pero también cualquier sonda 10:1 con conexión directa a la punta/anillo de la sonda debería estar bien con la calibración de pulso.
¿Cuáles son las magnitudes y frecuencias relativas del ruido que le interesa sondear?
El ruido que me interesa puede ser de 50 Hz a 1,5 MHz más o menos.

Respuestas (4)

Sí, continúe y use una tapa de bloqueo de CC. Las sondas activas tienen una alta impedancia de entrada, por lo que las peculiaridades del RLC real del capacitor no importan mucho. Si necesita más precisión a lo largo del espectro, siempre puede calibrar su punta.

Por lo general, uso la punta Tektronix estándar (enchufe), afeito el borde afilado (con Dremel) y sueldo un capacitor de cerámica 0603 como una punta nueva. Un límite de 0.1uF 25V MLCC debería brindarle un ancho de banda de aproximadamente 1.6Hz y más.

PRECAUCIÓN: Sin embargo, tenga en cuenta que la sonda de un solo extremo debe tener una buena conexión a tierra, así que tenga cuidado de no captar ruido en el cable de tierra por el aire, o desde un punto de conexión a tierra inadecuado. En lugar de un cable largo, use un enchufe pogo-pin (con resorte) en el receptáculo de tierra de la sonda P6245 y tenga una superficie de tierra abierta cerca de su punto de medición. Deberá alinear correctamente ambas puntas para hacer una buena conexión.

Creo que es una sugerencia muy razonable. La razón por la que quiero usar el P6245 es simplemente porque prácticamente no produce ruido. Quizás este sea el resultado de su terminación de 50 ohmios. Lo que sea. Probaré esta sugerencia. ¡Más barato que una sonda diferencial o un sistema especial!

Opciones:

  1. ¿Dinero sin objeto? R&S tiene una nueva sonda específicamente para esta aplicación, con rutas de señal de CA y CC separadas para que se puedan acomodar grandes compensaciones mientras se miden señales de CA pequeñas. Sin embargo, el costo de un nuevo visor R&S para usarlo puede ser prohibitivo. Me sorprendería si Tek, Keysight, LeCroy, etc., no presentan sondas similares en un futuro cercano.

  2. Utilice una sonda diferente que permita el acoplamiento de CA.

  3. Olvídese de la sonda elegante y simplemente contacte el riel de alimentación a través de una resistencia de 50 ohmios con el conductor central de un cable coaxial cortado (y contacte el oc a tierra cerca), y acople el otro extremo a su 'alcance.

+1 pero termina tu coaxial;)

Su sonda parece tener una ganancia de x1, por lo tanto, solo proporciona un beneficio dudoso en este caso.

Dado que una fuente de alimentación tiene una impedancia baja (¡esperemos que tenga condensadores de desacoplamiento!), la forma más fácil (y también la mejor) de medir su ruido es soldar una resistencia de 50 ohmios a su punto de prueba y conectarla al osciloscopio usando una pieza de 50 coaxial de ohmios con un BNC al final.

Establezca el alcance en el acoplamiento de CA. No necesita habilitar la terminación 50R interna, ya que tiene una terminación de fuente 50R.

Soldar el cable coaxial libera su mano para realizar otras pruebas, si desea medir el ruido de su suministro con su microcontrolador/placa/DSP/lo que sea haciendo varias cosas, por ejemplo.

Me gustan las resistencias MELF para este propósito, porque son pequeñas, tienen un buen comportamiento de HF y, a diferencia de las resistencias de chip SMD, no se rompen cuando el cable tira ligeramente.

Esto le dará la mejor medida posible.

El lugar donde suelda la tierra coaxial también es importante.

¡Una sugerencia falsa! Solo la terminación en el extremo del alcance evita la reflexión. Puede pensar "¡A quién le importa, se eliminará en la terminación de la fuente!" Cierto, pero todavía existe para el osciloscopio y depende de la frecuencia.
Sí, habrá reflexión en el alcance. Sin embargo, no es realmente un problema. Si desea un poco más de ruido y esto lo mantiene despierto por la noche, sea mi invitado y habilite la terminación del osciloscopio 50R... y los resultados correctos para la atenuación, por supuesto.
nada especial, solo -3dB a 60MHz, -6dB a 100MHz, cuando hay un coaxial ideal de 50Ohm Td = 5ns y la entrada del osciloscopio es habitual de 1MOhm 50pF. ¡Comer bien!
Me preocuparía medir un riel de +12V con una terminación de 50 ohmios. ¿Adiós alcance?
@MarkRichards SIEMPRE AC acopla a coaxial de 50 ohmios y luego 50 ohmios en DSO para ruido de suministro de CC.

Entonces, la mejor manera sería simplemente usar una sonda normal de menor ancho de banda (si no tiene una, tal vez debería obtener una) y ejecutar la sonda en modo CA con una ganancia mayor que 1x y eliminar la molestia de agregar condensadores .

También me resulta difícil creer que no se puede configurar el osciloscopio en acoplamiento de CA.

Está agregando capacitancia en serie, no capacitancia en derivación. ¿Estás seguro de que eso afectará el ancho de banda de la manera que dices?
No, no estoy seguro, lógica defectuosa de mi parte. Después de mirarlo, solo altera el ancho de banda alrededor del punto de 1 GHz al crear un punto de resonancia.
Las sondas activas (como P6245) son amplificadores de CC con un rango de CC de entrada limitado (+-8 V) en relación con la tierra. Están terminados con una carga de 50 ohmios en el extremo del alcance y el acoplamiento de CA no puede ayudar. Sin embargo, el P6245 tiene un rango de compensación de 10 V, por lo que la medición del riel de 12 V terminará con 2 V CC, y la amplificación de solo 500 mV/div lo sacará del rango dinámico, lo que podría no ser suficiente para ver los detalles del ruido.