Ostsilloskoobi passiivsete sondide põhimõtteline analüüs
Insenerid kasutasid tavaliselt 10-kordset passiivset pingeandurit Rp (9MΩ) ja Cp asub sondi otsas, Rp sondi sisendtakistus, Cp sondi sisendmahtuvuse jaoks, R1 (1MΩ) tähistab ostsilloskoobi sisendtakistust, C1 ostsilloskoobi sisendmahtuvus ja koaksiaalkaabli samaväärne mahtuvus, samuti väärtuste kombinatsiooni sondi kompensatsioonikarbi mahtuvus. Täpseks mõõtmiseks peavad kaks RC ajakonstandit (RpCp ja R1C1) olema võrdsed; mis tahes tasakaalustamatus põhjustab mõõdetud lainekuju moonutamist ega põhjusta kunagi mõne parameetri, näiteks tõusuaja ja amplituudi, ebatäpseid mõõtmisi. Seetõttu on mõõtmistulemuste täpsuse tagamiseks vajalik enne mõõtmist kalibreerida ostsilloskoobi sondi töö. Sondi signaalimudelist saame analüüsida, et signaali alalisvoolu mõõtmisel on sisendmahtuvus Cp ja C1 samaväärsed avatud vooluahelaga. Signaal jagatakse Rp ja R1-ga ning ostsilloskoobi lõplik sisend on: Vout=[R1/Rp+R1]*Vin=1/10*Vin
Ostsilloskoop Ostsilloskoobi sisendsignaal nõrgeneb 1/10-ni mõõdetavast sisendsignaalist. kõrgema sagedusega sisendsignaalide puhul on mahtuvusliku reaktiivtakistuse mõju signaalile suurem kui impedants. Näiteks tavaline 1MΩ ~ 10pF passiivpingesond, sisendsignaali sagedus 100MHz, sel ajal sondi sisendmahtuvustakistus Xc (Cp)=1 / (2 × π × f × C) {{7 }}Ω, mahtuvuslik impedants on palju väiksem kui sondi impedants 9MΩ, signaali vool tuleb rohkem läbi väikese takistusega vooluahela sisendmahtuvuse, 9MΩ impedantsi suure takistusega ahel on samaväärne möödaviiguga. Võib mõista ka kui 159Ω ja 9MΩ paralleelühendust pärast samaväärset 159Ω impedantsi. Praegu määrab ostsilloskoobi signaali amplituudi (vahelduvvoolu / kõrgsagedus) tegeliku sisendi nii sondi sisendmahtuvus kui ka ahela kogumahtuvuse suhe, mis võrdub järgmisega: Vout=[Cp/Cp+C1]*Vin
Tavaliselt on passiivse sondikaabli mahtuvuslik koormus 8-10pF jala kohta (1 jala jalg=12tolli tolli=0,3048 meetrit) ja tõusuaeg 1,5 nS jala kohta. 6 jala pikkuse kaabli puhul on mahtuvus 60 pF, millele lisandub tüüpilise ostsilloskoobi 20 pF sisendmahtuvus ja mõned juhuslikud, umbes 90 pF. Vastavalt pingejaotusele 1:10 peaks sondi sisendmahtuvus olema umbes 10pF, et rahuldada Vout/Vin =[10/10+90]=1/10 sisendsummutuse omadust koefitsiendiga 10. Võttes arvesse sondi ja kaabli mahtuvust mõningate vigade korral, on vooluahela kompenseerimiseks vaja kasutada sondi kompensatsiooni mahtuvuskasti, vea tõttu on passiivse pinge sondi sisendmahtuvus üldiselt vahemikus 8 ~ 12pF . Praegu on peavoolu 10-kordse passiivse pingesondi sisendkoormusmudel üldiselt sisendmahtuvus 8-12pF, sisendtakistus 9M oomi.
