Esto generalmente no es una gran idea. Es mucho mejor hacer puntos de agarre para sondas de alcance regulares (por supuesto, asegúrese de proporcionar puntos de agarre cercanos para el clip de tierra).

Hay una serie de problemas, la mayoría de los cuales ya ha considerado; es solo que una conexión coaxial directa no es la forma de solucionarlos.

Las señales pueden estar en el rango de MHz (10-30MHz por ejemplo).

Estaba pensando en cable coaxial estándar de 50 ohmios, ¿hay algo mejor?

Aquí está tu primer problema. Las señales de 30 MHz sufrirán una degradación visible si alimentan tramos de coaxial, a menos que el coaxial esté terminado. Sus señales se propagarán al osciloscopio, se reflejarán, luego se reflejarán nuevamente y distorsionarán la señal del osciloscopio, etc. Si bien vale la pena tener en cuenta que las sondas de osciloscopio regulares usan coaxial con pérdida, esto no es algo que usará con éxito sin una buena cantidad de teoría.

¿Debo terminarlo?

Absolutamente. Si lo hace, obtendrá excelentes señales en el osciloscopio. Ummm. Bueno, está el pequeño asunto de conducir el cable, por supuesto. Para un cable de 50 ohmios, debe proporcionar una fuente que pueda manejar con éxito 50 ohmios. Esto descarta todos los amplificadores operacionales "normales" y todos los circuitos lógicos "normales". Implica una serie de amplificadores de alta potencia y alta velocidad en su placa que solo se usan cuando conecta su alcance a la placa, y para la mayoría de los circuitos representará un aumento considerable en la disipación de energía, por lo que necesitará fuentes de alimentación más grandes. . Pero adelante, por todos los medios.

Para el sondeo 1:10, creo que un simple divisor de voltaje es suficiente. ¿Es eso cierto?

Ay, no. Si bien es cierto que podría proporcionar algo como un divisor 550/55 para producir una fuente nominal de 50 ohmios, cuando se conecta a una carga de 50 ohmios, obtendrá una división entre 20. Su circuito verá una carga de aproximadamente 600 ohmios, que es mejor que 50 ohmios, pero aún está fuera del rango con el que la mayoría de los circuitos están contentos.

¿Qué hay de la compensación de capacitancia? ¿Cómo reducir generalmente la capacitancia de la sonda?

Es cierto que esto funciona para dividir por 10 sondas, pero solo con coaxial con pérdida. Es posible que tenga la tentación de probar un coaxial sin terminación, pero esto tendrá una carga de capacitancia considerable (típicamente 25 pf/ft para RG58, por ejemplo) del circuito.

La única forma "buena" de hacer lo que quiere es, como mencioné, instalar un amplificador de controlador de 50 ohmios en cada punto que desee monitorear, luego termine el cable en el osciloscopio con 50 ohmios. Y eso probablemente no sea muy bueno.

Hay dos tipos básicos de sonda pasiva, sondas de baja impedancia y sondas de alta impedancia.

Las sondas de baja impedancia se utilizan con la entrada del osciloscopio configurada en modo de 50 ohmios y una línea coaxial de 50 ohmios al osciloscopio. Luego tiene una resistencia en serie en la punta para dar su factor de escala (es decir, 450 ohmios para una sonda x10). La ventaja de esta configuración es que es simple y funciona bien a altas frecuencias. Tiene estas buenas características porque trata al cable como una línea de transmisión adecuada que alimenta una carga adaptada. La desventaja es que a baja frecuencia carga el dispositivo bajo prueba más que una sonda de alta impedancia. Además, algunos osciloscopios baratos no tienen una opción de entrada de 50 ohmios, puede usar una pieza en T externa y un terminador, pero no es tan bueno en cuanto a rendimiento.

Si sus señales son grandes, es posible que desee considerar hacer una sonda 100x de esta manera. Menos carga en el circuito pero evidentemente peor snr.

Para sondas de alta impedancia, tiene el osciloscopio con una impedancia de entrada de 1 megaohmio. Entonces, su resistencia en serie se convierte en 9 megaohmios para una sonda x10. Sin embargo, solo tener una resistencia dará como resultado una sonda con un comportamiento deficiente. Para obtener una sonda que se comporte bien, debe agregar un capacitor a través de su resistencia que sea 9 veces más pequeño que la capacitancia combinada de su entrada de alcance y su cable coaxial (ahora estamos tratando el cable como un capacitor en lugar de tratarlo como una transmisión línea, esto funciona bien siempre que nuestro cable sea mucho más corto que la longitud de onda). A menudo, se utiliza un condensador variable, ya que es difícil predecir la capacitancia parásita. A medida que aumenta la frecuencia, hacer buenas sondas de alta impedancia se vuelve más difícil y requiere trucos adicionales, como los cables especiales con pérdidas mencionados en otras respuestas.

Una sonda de alcance pasivo típica se parece un poco a esto (primer resultado de búsqueda de imágenes de Google):

y cada parte está bien diseñada, a menudo con décadas de experiencia en mente. Ciertamente, puede hacer sus propias pruebas, y depende de cuál sea su objetivo real. ¿Ves algo? Ciertamente posible, fácil y barato. Busque sondas Z0, por ejemplo. ¿Tiene una idea de cómo se ve la forma de onda real? Esto ahora se vuelve increíblemente mucho más difícil. El ancho de banda típico de las sondas conmutables en la posición 1X es de 5 a 8 MHz e incluso la mejor ingeniería no puede aumentar tanto, así que, ¿podrá hacerlo con la configuración de su hogar? Improbable.

Estos son solo dos ejemplos de cosas que se hacen en las sondas modernas de alto rendimiento que son bastante difíciles de replicar en casa, a menos que compre las piezas:

• el cable de la sonda no es estrictamente coaxial, su conductor interno está arrugado y tiene pérdidas con una resistencia de 100-200 Ω por metro.
• El material platicy entre la punta y el anillo de tierra no solo se fabrica con precisión a medida, sino que es un material con una constante dieléctrica bien controlada para mantener baja la capacitancia.

Déjame mostrarte un poco de búsqueda de imágenes de Google aquí de nuevo:

Esta es la impedancia en ohmios frente a la frecuencia de la señal para tres capacitancias de punta de sonda diferentes. Como puede ver, incluso para los 5pf que ya son muy bajos, todavía tiene cientos de ohmios de impedancia en lugar de los megaohmios deseados (hay sondas con <1pf en el mercado, y su precio es de muchos miles, y eso tiene una razón) . Esta respuesta debe aplanarse para ver las formas de onda adecuadas.

Para obtener más información sobre las sondas de alcance en forma de video, recomiendo:

• Dave Jones (EEVblog) en Sondas 1x
• Bob Pease y sus amigos sobre las sondas de alcance

También una buena lectura son estos

• El mundo secreto de las sondas de Doug Ford
• Fundamentos de la sonda de alcance de Tektronix
• Puntas de sondeo del osciloscopio Agilent (especialmente 2 y 8)

tl; dr

¿Puedes? Ciertamente, con suficiente conocimiento puede hacerlo, pero francamente, si tuviera eso, no estaría preguntando aquí, ¿verdad?

¿Deberías? Lo más probable es que no, a menos que la única pregunta que desee que se le responda sea "¿Hay algo?", en cuyo caso una sonda Z0 casera probablemente se encuentre entre las mejores. Si desea cierta precisión de las formas de onda, debe caracterizar adecuadamente la respuesta de frecuencia de las sondas y aplanarla para que no haya distorsión en su forma de onda o sea mínima.

Si, por otro lado, esto es para jugar y aprender cómo funcionan las sondas de alcance, entonces esta es una muy buena idea.

Si lo que más le preocupa es la accesibilidad y la capacidad de conexión de los puntos de prueba con rutas de baja inductancia, mire el video de Bob Pease alrededor de las 8:00 p.m.

La construcción física de una sonda pasiva de alto rendimiento no es fácil porque necesitará lograr una capacitancia parásita extremadamente pequeña para que el divisor de voltaje funcione correctamente (produzca una respuesta plana) en una amplia gama de frecuencias. Incluso el cable coaxial que conecta la sonda al osciloscopio es difícil, si le da una longitud significativa. Esto hace que sea muy difícil construir una sonda pasiva que no cargue demasiado el circuito.

Si esto le importa, le propongo que intente con una sonda activa, para la cual podrá disponer una impedancia de salida de 50 ohmios para la conexión directa al osciloscopio. Puede encontrar amplificadores operacionales de entrada FET de banda ancha que tienen una capacitancia de entrada relativamente pequeña, como el THS4631 , que tiene 1 GOhm || Impedancia de entrada de 3,9 pF. Debería ser más práctico hacer un divisor de voltaje de banda ancha local para el amplificador operacional que construir una sonda pasiva con solo unos pocos pF de capacitancia.

El inconveniente es que esto tampoco es trivial, y es posible que no desee tratar estas sondas como desechables, ya que los amplificadores operacionales cuestan varios dólares cada uno, más el costo de los PCB. Aquí hay un buen ejemplo de un diseño de Rocketmagnet , que muestra lo que podría estar involucrado. Una sonda de un solo extremo puede ser un poco más simple, aunque dependiendo de sus requisitos, es posible que aún necesite más de un amplificador operacional. Si puede salirse con la suya con el mínimo de uno o dos amplificadores operacionales y un divisor de voltaje, entonces podría construirlo en una placa revestida de cobre y dejarlo conectado al circuito para probarlo. Si esto vale la pena el esfuerzo y el costo cada vez, por supuesto, depende de usted.