Большинство осциллографов имеют входное сопротивление 1 Мом и емкость 20 пф. С применением делителя 1Х10 сопротивление увеличивается до 10 Мом и емкость падает до нескольких пикофарад. Однако даже такие параметры могут изменить параметры измеряемой цепи выдавая недостоверные показания. Задача данного щупа внести минимальную погрешность в измеряемую цепь. Для этого сопротивление пробника должно стремиться к бесконечности, а емкость к нулю. Чтобы получить такие параметры требуется прецизионный операционный усилитель и конструктивные ухищрения, в частности игла пробника не касается платы и проходя через фторопластовую бобышку припаивается непосредственно к ножки микросхемы. В качестве операционного усилителя выбран широко распространенный CA3140. Вот интересующие нас параметры из даташита:
Поскольку проконтролировать такие высокие параметры у меня нет возможности то воспользуюсь слегка пониженными данными даташита. Тогда параметры изделия будут таковыми:
- Входное сопротивление — 1 Том
- Входная емкость — 5 пФ
- Усиление — 1:10 и 1:1
- Максимальное входное напряжение 12 вольт
- Максимальное выходное напряжение — 8 вольт
- Максимальная рабочая частота — 1 МГц
Схема проста как валенок, поэтому на ней не указаны блокировочные конденсаторы по питанию и синфазный дроссель на проводе питания. Подстроечные резисторы регулируют смещение по постоянному току и усиление в режиме 1:10.
Схема активного щупа
Вот так выглядит готовая конструкция, на ней не допаян земляной провод с крокодилом на конце.
Хорошим источником фторопластовых бобышек служат разъемы SMA, в данной конструкции он впаян целиком. Важным этапом является промывание платы спиртом, без этого можно забыть о сверхвысоких сопротивлениях, а иногда и вовсе получить неработоспособный прибор.
И ещё коротко про печатную плату. Провода находящиеся в нижнем слое прокладываются выводами деталей. Крайний левый полигон служит для припаивания разъема и вытачивается по месту. Сборка и испытания SecreT UseR.
