EEVblog #453 - Mysteries of x1 Oscilloscope Probes Revealed

Summary

Dieses Video erklärt, warum Oszilloskop-Abtastprozen mit wechselbarer Verstärkung (Time 1 * 10) im Time 1 Modus eine deutlich reduzierte Bandbreite aufweisen. Der Sprecher zeigt, dass selbst hochfrequente Abtastprozen wie 100 MHz oder 200 MHz in Time 1 Modus nur etwa 8 MHz Bandbreite haben. Durch praktische Messungen und Erklärungen wird verdeutlicht, dass dies auf den speziellen Konstruktionsmerkmalen der Abtastprozen zurückzuführen ist, insbesondere auf die Verwendung von 'lossy transmission lines', die für den Betrieb im Time 10 Modus optimiert sind, aber im Time 1 Modus zu einer signifikanten Bandbreitenreduktion führen.

Takeaways

• 🔍 Die Bandbreite von Wechseloszilloskop-Sonden ist im X1-Modus signifikant niedriger als im X10-Modus.
• 📉 Ein 100 MHz oder 200 MHz Bandbreiten-Sonden hat im X1-Modus eine deutlich reduzierte Bandbreite.
• 🤔 Die Tatsache, dass die Bandbreite im X1-Modus niedriger ist, ist nicht allgemein bekannt und wird in vielen Quellen nicht erwähnt.
• 👨‍🔬 Der Verlust der Bandbreite im X1-Modus ist ein interessantes Phänomen, das im Video erklärt wird.
• 📏 Die Spezifikationen einer 350 MHz Bandbreite Sonde zeigen im X1-Modus eine Bandbreite von nur 8 MHz.
• ⏲ Die Eingangszeit des X1-Modus ist deutlich höher im Vergleich zum X10-Modus, was die Bandbreitenreduktion verdeutlicht.
• 🔌 Die Eingangswiderstand und -kapazität variieren zwischen den Modi, was die Leistungsmerkmale des Oszilloskops beeinflusst.
• 🧬 Die Untersuchung zeigt, dass die Bandbreite des X1-Modus durch die Eigenschaften des Verlustleiters in der Sonde begrenzt wird.
• 🔩 Die Verwendung eines Verlustleiters in der Sonde ermöglicht eine hohe Bandbreite im X10-Modus, ist aber im X1-Modus ein Nachteil.
• 💡 Die Erklärung verdeutlicht, warum X1-Modus-Sonden trotz geringerer Bandbreite aufgrund ihrer praktischen Anwendung im X10-Modus weiterhin nützlich sind.

Q & A

Warum hat ein Wechselspiegschirm mit 1x Modus eine niedrigere Bandbreite als im 10x Modus?

Der Wechselspiegschirm hat aufgrund seiner speziellen Konstruktion mit einem Verlustleitern eine niedrigere Bandbreite im 1x Modus. Dies ist, weil der Verlustleiter für den hohen Bandbreitenbereich des 10x Modus optimiert ist, was im 1x Modus zu einer signifikanten Bandbreitenreduktion führt.

Was ist die Hauptfunktion eines Verlustleitern in einem Wechselspiegschirm?

Der Verlustleiter in einem Wechselspiegschirm ist darauf ausgelegt, eine flache und breite Bandbreite im 10x Modus zu gewährleisten, ohne dass es zu Überschwingungen oder Abfällen am Ende der Bandbreite kommt.

Wie wirkt sich die Verwendung eines Verlustleitern auf die Eingangskapazität eines Wechselspiegschirms aus?

Die Verwendung eines Verlustleitern verringert die Eingangskapazität des Wechselspiegschirms im 10x Modus erheblich, was zu einer besseren Leistung bei hohen Frequenzen führt, im Gegensatz zum 1x Modus, wo die Kapazität wesentlich höher ist.

Warum wird der 1x Modus in Wechselspiegschirmen trotz der geringen Bandbreite verwendet?

Der 1x Modus wird verwendet, um eine direkte Verbindung ohne Signalabschwächung zu ermöglichen, was nützlich ist, wenn eine hohe Bandbreite und kein Signalverlust gewünscht wird.

Wie groß ist die Eingangskapazität eines Wechselspiegschirms im 10x Modus?

Die Eingangskapazität eines Wechselspiegschirms im 10x Modus ist typischerweise um eine Größenordnung niedriger als im 1x Modus, etwa 16 pF, was zu einer besseren Leistung bei hohen Frequenzen führt.

Was ist die typische Bandbreite eines Wechselspiegschirms im 1x Modus?

Die Bandbreite eines Wechselspiegschirms im 1x Modus ist signifikant niedriger als im 10x Modus und kann bei einigen Modellen nur etwa 10 MHz betragen.

Wie wird die Bandbreite eines Wechselspiegschirms im 1x Modus beeinträchtigt?

Die Bandbreite im 1x Modus wird beeinträchtigt durch die Serienresistenz des Verlustleiterns und die kapazitive Reaktion des Eingangswiderstands des Oszilloskops, was zu einer Frequenzabnahme führt.

Was ist die Rolle des 9M-Widerstands in einem Wechselspiegschirm?

Der 9M-Widerstand in einem Wechselspiegschirm bildet zusammen mit dem 1M-Eingangsresistenz des Oszilloskops einen Spannungsteiler, der im 10x Modus zur Signalabschwächung und damit zur Erhöhung der Bandbreite beiträgt.

Warum ist die Bandbreite eines Wechselspiegschirms im 1x Modus oft nicht in der Dokumentation erwähnt?

Die Bandbreite im 1x Modus wird oft nicht in der Dokumentation erwähnt, weil die Wechselspiegschirme hauptsächlich für den 10x Modus mit hoher Bandbreite konzipiert sind, und die 1x Modusleistung als sekundär angesehen wird.

Wie kann man die Bandbreite eines Wechselspiegschirms im 1x Modus messen?

Die Bandbreite eines Wechselspiegschirms im 1x Modus kann durch Anpassen der Frequenz eines Signalgenerators und Beobachtung der Amplitudenänderungen auf dem Oszilloskop gemessen werden.