Osiloskop mu yanlış ölçüyor yoksa sinyal jeneratörü mü yalan söylüyor?

[malazgirt]

Sinyal jeneratörünü açıyoruz, frekansı 1 MHz, genliği 1 Vpp yapıyoruz.

Sonra da osiloskobun 1'inci kanalına bir 10x prob takıyoruz ve bu prob ile sinyal jeneratörünün çıkışına bakıyoruz:

Burada bir sorun var ...

Biz sinyal jeneratörünü 1 Vpp ye ayarladık, ama osiloskop, 2 Vpp okuyor. Hmm, acaba osiloskop mu yanlış ölçüyor, yoksa sinyal jeneratörü mü yalan söylüyor?

 

[malazgirt]

Aslında ne osiloskop yanlış ölçüyor, nede sinyal jeneratörü yalan söylüyor. Problem, ölçümün yapılış şeklinin yanlış olmasından kaynaklanıyor. Sinyal jeneratörünün ekranına dikkatle bakarsak, jeneratör çıkışının empedansının 50 Ω olduğunu görüyoruz:

Osiloskobun ekranına bakacak olursak (çok küçük olduğu için net okunmuyor aslında), giriş empedansının 1 MΩ olduğunu görüyoruz:

İşte bu empedans uyumsuzluğu nedeniyle yanlış ölçüm yapmış oluyoruz. Çözüm, ya sinyal jeneratörünün çıkış empedansı 1 MΩ olması gerekir, veya osiloskobun giriş empedansını 50 Ω yapmamız lazım. Burada kullanılan sinyal jeneratörünün çıkış empendansını istediğimiz gibi ayarlayabiliyoruz, o yüzden sorunu bu şekilde kolaylıka çözebiliriz, ama gerçek devreler üzerinde çalışırken böyle bir şansımız olmayacak. RF devrelerde çok yaygın olarak kullanılan 50 Ω luk empedans değeri tasarım aşamasında belirlenmiş ve bütün devre ona göre yapılmıştır, devreyi değiştirmeden bu empedans değerinin değiştirilmesi mümkün değildir.

 

[malazgirt]

O halde geriye kalan en makul çözüm, osiloskobun giriş empedansını 50 Ω yapmak. Ama standart 10x problarla osiloskop giriş empedansını 50 Ω yapmamıza izin vermez, çünkü burada da prob ile osiloskop arasında bir empedans uyumsuzluğu yaratmış oluruz ve bu da gene yanlış ölçüme sebep olur. Prob yerine 50 Ω'luk bir koaksiyel kablo takmamız gerekir:

Bu şekilde koaksiyel kabloyu taktıktan sonra, osiloskop zaten kendiliğinden girişi 50 Ω empedans değerine getiriyor. Şimdi ölçümü yaptığımız zaman doğru sonucu alıyoruz:

 

[malazgirt]

Osiloskobun giriş empedansını 50 Ω yaparak sorunu çözdük, ama 50 Ω giriş empedansını sadece üst seviye yüksek bant genişliğine sahip osiloskoplar destekler. Peki osiloskobumuz 50 Ω giriş empedansını desteklemiyorsa ne yapacağız? Neyse ki, bu durumda da uygulayabileceğimiz bir çözüm var:

Bunun için bir BNC T konnektörü (solda), bir de BNC 50 Ω sonlandırıcıya ihtiyacımız var:

Sinyal jeneratörünün çıkışına BNC T konnektörünü takıyoruz. BNC T nin bir tarafına BNC 50 Ω'luk sonlandırıcıyı takıyoruz. Ondan sonra da T nin diğer tarafında standart bir prob ve 1 MΩ giriş empedansı ile doğru ölçümü yapabiliyoruz:

 

[malazgirt]

Eğer üzerinde çalıştığımız devrenin frekansı yüksek değil ise, sadece 50 Ω'luk bir direnç ile de sonlandırma yapabiliriz. Peki bu tip BNC sonlandırıcılarının farkı nedir? Neticede bunlar da o devreye 50 Ω luk bir yük gibi giriyor, ama bunların en büyük farkı, desteklenen bütün frekans aralığında lineer davranmaları, yani her frekans için empedansın 50 Ω'a çok yakın kalmasıdır. Frekans yükseldikçe bu çok kritik öneme sahip bir konudur.

 

[tturcica]

Çok güzel açıklamalar, Tebrikler