Zumbido de 50 Hz en la sonda del osciloscopio solo cuando se usa clip

Fondo:

Solo estaba tratando de rastrear algo de ruido en un dispositivo que construí.

Hay una señal de CC que representa el nivel de RF ambiental y estoy interesado en cambios muy pequeños en ese nivel. Estos funcionan con cambios de menos de 100 µVoltios en la señal de CC.

En este momento, estoy tratando de estar seguro de dónde proviene realmente el ruido que veo, ya sea en respuesta a la RF ambiental o si (o parte de él) es producido por mi circuito.

Ahora para la pregunta real:

Mientras tomaba medidas, cambié de sostener la sonda a usar un clip para sostener la sonda en su lugar.

Cuando coloqué la sonda en su lugar, el osciloscopio comenzó a mostrar un zumbido de 50 Hz a unos 300 µVoltios de pico a pico. Además, el nivel es sensible a mi posición. Si me acerco, el zumbido se vuelve más débil. Cuanto más lejos estoy, más fuerte es el zumbido.

Saqué el clip y puse la sonda en su lugar para medir la señal que estaba mirando, y el zumbido desapareció. La señal era como cuando sostenía la sonda, sin zumbido (o al menos tan poco zumbido que se perdió en el ruido real que estaba tratando de rastrear).

¿Por qué el uso del clip haría que la sonda se volviera tan sensible al zumbido de 50 Hz?

Obviamente, puedo solucionar el problema simplemente colocando la sonda con cuidado o sosteniendo la sonda mientras tomo medidas, pero no puedo entender por qué el clip hace tanta diferencia a una frecuencia tan baja. Si esto fuera RF, este tipo de cosas no me sorprenderían, pero ¿por qué el clip es un problema tan grande a 50 Hz?

Aquí hay algunas fotos de mi configuración:

Sin zumbidos, sonda colocada cuidadosamente para hacer contacto con el punto que estoy tratando de medir:

Eso es alrededor de 150 µVoltios de ruido, pero el zumbido se pierde en el ruido.

Misma configuración, mismo punto medido, pero usando un clip:

Eso es alrededor de 300 a 400µVoltios de zumbido. Se pone peor cuando me alejo más.

Probe y el clip que me está causando problemas:

Eso es Testec C3000 de Conrad. Sé que son baratos, pero no los estoy usando en RF. La mayor parte de lo que hago es material de baja frecuencia (mi alcance solo es bueno hasta 15 MHz, o menos de 1 MHz cuando uso el rango de 100 µV por centímetro).

Medí la resistencia desde el clip hasta el extremo bnc de la sonda. Es lo mismo que desde la punta de la sonda hasta el bnc. Son unos 400 ohmios.

No creo que sea un bucle de tierra. No esperaría que a un bucle de tierra le importe si la sonda está enganchada al circuito o simplemente balanceada cuidadosamente para hacer contacto.

Otro punto en contra de un bucle de tierra es que desconecté toda la alimentación del circuito (fuentes de alimentación desconectadas de la placa y el tomacorriente) y desconecté la antena (bueno, LNB) de la placa. La única conexión a tierra era para el alcance. El zumbido todavía aparece.

Basado en la respuesta de Tony Stewart, hice algunos experimentos basados ​​solo en la longitud del bucle sin blindaje.

Descubrí que un trozo de alambre de la misma longitud que el cilindro del clip hace que se mida aproximadamente la misma cantidad de zumbido. Un cable mucho más largo provocó mucho más zumbido.

No hubiera pensado que sería tan notable a 50 Hz, pero parece que un simple lazo de cable puede captar fácilmente un zumbido de 50 Hz.

Experimentos: circuito apagado y todas las conexiones externas eliminadas. Solo la sonda del osciloscopio y la tierra están conectadas. Cambié el rango a 500 µVoltios por centímetro.

Sin cable, solo la sonda:

Cable corto y sonda, cable tan largo como el clip:

Cable largo, aproximadamente el doble de largo que el clip:

Entonces, el zumbido es más fuerte con un bucle más largo.

Realmente no esperaba tanta diferencia a 50Hz.

No era el clip, era solo la longitud más larga del cable sin blindaje.