Osiloskop prob çeşitleri

[taydin]

=== PASİF PROBLAR ===

Pasif problar, içlerinde herhangi bir aktif elektronik devre olmayan ve sinyali ya olduğu gibi osiloskop girişine ileten (1:1) veya sinyal seviyesini belli bir oranda düşürerek (10:1, 100:1) osiloskop girişine ileten problardır. Piyasada satılan osiloskopların neredeyse tamamında standart donanım olarak bulunan prob çeşidi, 10:1 lik pasif probdur.

Aşağıda Agilent'in 300 MHz bant genişliğine sahip pasif N2863B probunu görüyoruz

Pasif probların empedansı frekansa bağlı olarak değişir ve frekansın artmasıyla empendans değeri düşer. Bunun nedeni de pasif probu meydana getiren bileşenlerin kaçak kapasitelerinden kaynaklanan yükleme. DC için 1:1 lik bir pasif probun empedansı sıfıra yakındır. 10:1 lik bir probun DC için empedansı genel olarak 9 MΩ'dur. Osiloskopların da tipik olarak 1 MΩ giriş empedansına sahip olduğunu düşünürsek, 1:1 probla yapılan ölçümlerde giriş empedansı 1 MΩ olacak, 10:1 probla yapılan ölçümlerde giriş empedansı 10 MΩ olacaktır.

Frekans arttıkça, probun kaçak kapasitelerinden kaynaklanan yükleme nedeniyle giriş empedansı azalacaktır. Örneğin 10 pF lik giriş kapasitesine sahip bir 10:1 lik prob, DC'de neredeyse hiç yükleme yapmaz iken, 10 MHz'de 1.5 KΩ luk, 100 MHz'de ise 150 Ω luk bir yükleme yapacaktır.

1:1 lik problarda giriş kapasite değeri tipik olarak 100 pF veya üstüdür. Bu nedende 1:1 lik probların bant genişliği oldukça düşüktür. 20 MHz bant genişliği yaygın iken, daha üst sınıf 1:1 problar 35 MHz bant genişliği sağlayabilmektedir.

10:1 lik problarda giriş kapasite değeri 10 pF gibidir. Üst seviye pasif problarda giriş kapasitesi daha düşüktür ve genel olarak 1 GHz'e kadar bant genişliği elde edilebilmektedir.

Peki hangi durumda 1:1, hangi durumda osiloskop ile birlikte gelen 10:1 probu kullanmalıyız?

Eğer 50V - 300V arası voltajları ölçeceksek, 10:1 prob kullanmalıyız. Ama eğer 1V ve altı sinyal seviyelerini ölçeceksek ve frekans değeri de 20 MHz'den daha az ise, 1:1 prob kullanarak maksimum çözünürlük ve minimum gürültü ile ölçüm yapabiliriz. Ama 1V altı ve 20 MHz'den yüksek frekanslı sinyal ölçeceksek, gene mecbur 10:1 kullanmalıyız, ve bu durumda ölçüm çözünürlüğümüz fazla olmayacak ve ölçülen sinyalde daha fazla gürültü göreceğiz.

Eğer 300V ve üzeri voltajlar ölçeceksek, 100:1 lik pasif prob kullanmalıyız. Bu tip probların giriş kapasite değerleri oldukça düşüktür. Ama bu voltaj seviyelerinde frekans artık bir kriter değildir, çünkü bu seviyelerdeki voltajların frekansı genel olarak 1 MHz altında olacak ve kaçak kapasitelerin zaten fazla bir etkisi olmayacak.

 

[taydin]

=== TEK GİRİŞLİ AKTİF PROBLAR ===

Pasif probların en büyük dezavantajının, yapılarından kaynaklanan kaçak kapasitelerden dolayı bant genişliklerinin düşük olduğunu belirtmiştik. Yapıları, düşük giriş kapasitesi elde edilmek üzere optimize edilmiş bazı özel pasif problarla 1.5 GHz bant genişliği elde ediliyor olsa da (örneğin Keysight N2874A), yüksek frekansda sinyal ölçümü için pasif problar uygun değildir.

Yüksek frekanslarda, iyi çözünürlük ve düşük gürültü ile ölçüm yapmak için aktif problar kullanılır. Bu probların hemen ucunda, sinyali yükselten ve çok düşük giriş kapasitesine sahip bir amplifikatör devresi bulunur. Bu devrenin de çalışması için doğal olarak bu tip probların bir besleme gerilimine ihtiyaçları var. Belli bir osiloskop markasına özgü olmayan, genel kullanım için bazı aktif problar ayrı bir adaptör ile beslenirken, osiloskop üreticilerinin kendi ürünleri için ürettikleri ve direkt olarak osiloskoptan besleme alan aktif problar da var.

Aşağıda Keysight'ın 2 GHz lik bant genişliğe sahip N2796A aktif probunu görüyoruz

Bu prob, özel bağlantı şekli sayesinde besleme gerilimini direkt olarak osiloskoptan almaktadır. Giriş kapasitesi 1 pF gibidir.

Aktif probların pasif problara göre en büyük dezavantajı, ölçebilecekleri voltaj aralığının çok küçük olması. Örneğin yukarıda örneğini verdiğimiz aktif probun ölçüm aralığı sadece ± 8V dur. Ayrıca üst seviye aktif probların fiyatları binlerce dolardır.

Yüksek frekanslı sinyallerin ölçümünün dışında, aktif probların başka bir kullanım alanı da çok dar pals'ların görüntülenmesi. Aslında bu da gene yüksek frekans ile ilgilidir, çünkü bir pals ne kadar dar ise, "rise time" o kadar yüksektir ve o nedenle de içerdiği temel frekans bileşenleri de o kadar yüksektir. Örneğin yüksek hızlarda çalışan dijital bir devrede 2 ns lik bir "glitch" meydana geliyor ve devre yanlış çalışıyor. Böyle dar bir palsı, pasif bir prob ile yakalamamız mümkün değildir. Bunun için mutlaka işte böyle aktif prob kullanmalıyız.

 

[taydin]

=== DİFERANSİYEL AKTİF PROBLAR ===

Çok yüksek frekanslarda çalışan dijital devrelerde dijital bilgi, gürültüye karşı duyarlılığı azaltmak için genelde diferansiyel hatlarda taşınır. Böyle hatlar üzerinde ölçüm yapabilmenin bir yolu, iki tane aktif prob ile her iki sinyali osiloskobun iki girişine vermek, sonra da osiloskopta matematiksel işlemlerle bu diferansiyel sinyalden asıl sinyali elde etmek. Ama bir önceki mesajı okuduysanız, bunun neden çok kötü bir fikir olduğunu hemen anlarsınız. Aktif problar ÇOK PAHALIDIR. Bir tane prob almak için bile kara kara düşünüyorken, iki tane prob almak, bir firma için bile kolay verilebilecek bir karar değildir.

İşte böyle diferansiyel sinyalleri alıp, onlardan asıl sinyalı çıkaran ve bu sinyali de osiloskoba veren aktif problara "diferansiyel aktif prob" deniyor.

Aşağıda Keysight'ın 1.5 GHz bant genişliğine sahip 1130B diferansiyel aktif probunu görüyoruz

Böyle bir probun kullanılması gereken örnek bir senaryo aktarayım: Diyelim USB 2.0 standardına sahip bir cihaz geliştiriyorsunuz. USB 2.0 sinyali, diferansiyel bir sinyaldir ve 480 Mbps hızında dijital veri taşır. Bu cihazın USB ile ilgili bir sorunu var ve sorun çok alt seviyede, hardware ile ilgili bir sorun. İşte bu durumda, eğer osiloskobunuz da USB 2.0 protokolünün çözümlemesini yapabiliyorsa, böyle bir diferansiyel prob ile USB 2.0 protokolünü direkt kablo üzerinde izleyebilir ve problemin nereden kaynaklandığını bulabilirsiniz.

 

[taydin]

=== REZİSTİF GERİLİM BÖLÜCÜ PROB ===

Yüksek frekanslarda ölçüm yapmak için aktif probların kullanılması gerektiğini yukarıda belirtmiştik. Ama aktif probların fiyatı çok yüksektir. Aktif prob gerektirmeden böyle yüksek frekansların 2 GHz'e kadar ölçülebilmesini sağlayan rezistif gerilim bölücü metodunu kullanabiliriz. Ama bunun için osiloskobumuzun 50 Ω giriş empedansını desteklemesi lazım, ki GHz seviyesinde frekans ölçeceksek, elimizdeki osiloskopun da 50 Ω modu vardır.

Burada yapılan işlem basittir: Ölçülecek sinyal, bir gerilim bölücü ile bölünür ve çıkış da 50 Ω luk bir koaksiyel kablo ile osiloskobun 50 Ω girişine bağlanır. Yani çok ucuza işi hallediyoruz. Ama bu metodu kullanabilmek için, gerilim bölücü dirençlerinin değerlerlerinin empedans uyumu sağlanacak şekilde hesaplanması lazım ve ölçümün bilinen değerlerle önceden kalibre edilmesi lazım. Yani bu metodu kullanmak iyi seviyede RF bilgisi gerektirir.

 

[taydin]

=== AKIM PROBLARI ===

Akım probları, osiloskop ile bir iletkenden geçen akımın görüntülenmesini sağlayan özel problardır. Sadece AC akım ölçen ve akım trafosu metodu kullanan modelleri vardır, hem AC hem DC ölçebilen akım trafosu ve hall sensörü kombinasyonu kullanan modelleri de vardır. Bunun dışında, çok yüksek (binlerce amper) akımların ölçülmesini sağlayan Rogowski bobini metodunu kullanan modelleri var.

Akım probları, son derece pahalı problardır. Üst seviye bir prob için neredeyse 10 bin dolara yakın ödemek gerekir! Çok ucuz modeller de var piysada, ama bence temel olarak akım probları çok da gerekli bir ekipman değildir. Benim görebildiğim tek makul uygulama alanı, değişken akım çeken bir cihazın toplam güç gereksinimini hesaplamak. Bunun için, osiloskobun yakaladığı akım grafiğini alıyorsunuz, osiloskoba o grafiğin integralini hesaplatıp toplam harcanan gücü buluyorsunuz.

Bunun dışında, bence akım probunu kullanmaya hiç gerek yok. Onun göreceği işi, sadece 5 TL'ye alınabilecek bir şönt direnç ile de görebiliriz. Akım probları daha çok bir kullanım kolaylığı veya komforu sağlıyor Eğer buna katılmayan varsa, tartışalım.

 

[taydin]

Tektronix tarafından hazırlanmış olan, problarla ilgili faydalı bir doküman

[URLNT=http://mekatronik.org/forum/images/02_ABCs_of_Probes_Primer.pdf]02_ABCs_of_Probes_Primer.pdf[/URLNT]

 

[naschibo]

Timur bey,

02_ABCs_of_Probes_Primer.pdf linkine tikladigimizda ayri bir sekmede acilmasi mümkün müdür?

saygilar

 

[taydin]

Hmm ayarlarda öyle birşey göremiyorum, ama CSS ile dediğiniz yapılabilir belki. Buna bakacağım.

 

[Sercan]

CSS ayarları ile değil, editör ayarlarında yeni sekmede aç diye bir ayar olması gerekiyor. https://www.froala.com/wysiwyg-editor/examples/predefined-link-list

 

[taydin]

CSS ayarları ile değil, editör ayarlarında yeni sekmede aç diye bir ayar olması gerekiyor. https://www.froala.com/wysiwyg-editor/examples/predefined-link-list

Şu anda bu forumun editöründe o yok sanki. Custom BBCode ile yapılabilir gibi duruyor ama.

Bu şekilde yapınca, her link için bu özelliğin seçilmesi veya seçilmemesi gerekiyor. Ama benim anladığım kadarıyla Kayhan bey her linkin yeni sayfada açılmasını istiyor, yani genel olarak geçerli olan bir ayar. Bunun için kod değişikliği gerekiyor gibi. PHP'den de hiç anlamıyorum.

 

[taydin]

Yeni bir BBCODE tanımladım bu iş için: Normalde link eklemek için tag kullanılır. Ben bir de [URLNT] ekledim ve bu şekilde hazırlanmış bir link yeni sekmede açılıyor. Örnek:

[URLNT=http://mekatronik.org/forum/images/02_ABCs_of_Probes_Primer.pdf]02_ABCs_of_Probes_Primer.pdf[/URLNT]

Bu da elde ettiğimiz link: [URLNT=http://mekatronik.org/forum/images/02_ABCs_of_Probes_Primer.pdf]02_ABCs_of_Probes_Primer.pdf[/URLNT]

Ama tabi bu şekilde direkt olarak BBCode girmek de hiç ergonomik değil. Editörün link ekleme dialoguna bir checkbox koymak en mantıklısı. Ama onu da nasıl yapıldığını bilmiyorum.

 

[zafir]

MDSO ISDS205A Yeni yükseltme 3 1 Çok Fonksiyonlu 20 M PC USB sanal Dijital oscilloscop + spektrum analizör + veri kaydedici satın aldım nasıl arıza tespit yapa bilirim yoksa ayrı bir cihaz mı lazım ve nedir yardımcı olursanız sevinirim

 

[taydin]

Herhangi bir osiloskop ile nasıl arıza tespiti yapılıyorsa bunda da durum aynı. Dikkat edeceğin en önemli husus, direkt şebeke voltajı bulunan devrelerde (dimmer, SMPS, UPS), bu devreleri bir izolasyon trafosu üzerinden çalıştırmak. Yoksa osiloskop, bunun bağlı olduğu bilgisayar, veya ikisi birden arızalanabilir. Kısa devre neticesinde oluşacak ark patlaması da bir süre kulaklarını çınlatır

 

[taydin]

İstersen bu cihaz ile ilgili Test Cihazları, Laboratuvar Ekipmanları başlığı altına ayrı bir konu aç. Hem cihaz ile ilgili yaptığın denemeleri anlatırsın, hem de yaşadığın sorunlarla ilgili orada yardımcı olmaya çalışırım, bütün bilgiler de bir arada olur.

 

[zafir]

demek istedim arıza tespit yapmak için cihazmı gerekiyor elektronik karttakı arızayı bulmak için

 

[taydin]

Bir elektronik kartta arıza tespiti yapmak için sadece osiloskop yeterli değil. Asgari olarak multimetre ve LCR metre de gerekir. Bunun dışında çalıştığın devrelere bağlı olarak izolasyon trafosu, sinyal jeneratörü, laboratuvar güç kaynağı, elektronik yük de gerekebilir. Arızalı olan kartın aynısı, ama çalışan başka bir kart varsa, bunun da çok faydası olur.

Elinde elektronik ile ilgili el aletlerinin ve havya setinin olduğunu varsayıyorum. Tamir için gereken temel elektronik bilgin olduğunu da haliyle varsayıyorum.

 

[taydin]

Eğer arızalı olan kartın, içinde devre şeması da olan servis dokümanları elinde yok ise, o zaman mutlaka o kartın aynısı, ama çalışan hali elinde olması lazım.

Eğer arızalı olan kartın ne servis dokümanı var, nede aynısının çalışanı varsa, o zaman o kartı tamir etmenin tek yolu, ileri seviyede elektronik devre tasarımı ve devre teorisi bilgisine sahip olmaktır. Yani iyi bir elektronik mühendisi olman lazım. O devrenin yapıtaşlarını anlayıp her birisinde nelerin bozulabileceğini kestirebilmen lazım.

 

[zafir]

UCE-CT220L Arıza Bulucu ve Eğri İzleyici bu cihaz gibi PC osiloskop ile arıza bulmak istiyorum multimetre ile arıza bulma biliyorum sadece yetersiz kalıyor multimetre osiloskop ile arıza bulma istiyorum Pc osiloskop ile ne gibi cihaz lazım arıza işaret şekilleri görmek için

 

[taydin]

Herhalde sende şöyle bir izlenim var: Bir test cihaz alıyorsun, sonra test cihazında birkaç düğmeye basıyorsunz, ve bu test cihazı dünyada ne kadar elektronik kart varsa, hepsindeki arızalı elemanları sana buluveriyor Ne osiloskop, nede bu son gösterdiğin "curve tracer" test cihazı bu senin istediğini yapmaz.

Tamir edilecek bozuk karttan bir tane de sağlam olan varsa, UCE-CT220L işini baya kolaylaştırır. Sağlam kart ve bozuk kart arasında karşılaştırmalı ölçümler yaparak arızalı devre elemanını çabucak bulabilirsin. Ama eğer bozuk kartın bir tane de sağlamı elinde yoksa, UCE-CT220L nin faydası, ona vereceğin paraya değmez.

Bu arada, normal puntalarla da yazarsan senin yazdığın mesaj okunabilir. Font büyüklüğünü 4 misline çıkarmana gerek yok

 

[tsahin]

Sanırım bu arkadaşın sorduğu şu: UCE-CT220L alacak para yok, o yüzden bir osiloskop kullanarak UCE-CT220L nin işini yapacak bir ilave ekipman istiyor.