เลือกโพรบแอกทีฟหรือพาสซีฟตามแหล่งสัญญาณ

เลือกจากจุดวัด ไม่ใช่ชื่อชนิดอย่างเดียว

โพรบพาสซีฟและแอกทีฟมีจุดเด่นและข้อจำกัดต่างกัน แต่ชื่อชนิดเพียงอย่างเดียวไม่บอกว่าตัวใดเหมาะกับจุดวัดหนึ่งเสมอไป ต้องรู้ระดับแรงดัน ความเร็วขอบ ความต้านทานแหล่ง และขนาดสัญญาณที่ต้องการแยกก่อน โพรบที่มีความจุน้อยอาจช่วยกับขอบเร็ว ขณะเดียวกันช่วงแรงดันหรือความต้านทานอินพุตอาจไม่เหมาะกับงานกระแสตรงบางชนิด จึงต้องอ่านคุณสมบัติจริงเป็นชุด

แอกทีฟใช้วงจรที่ต้องได้รับพลังงานภายในระบบโพรบ ส่วนพาสซีฟอาศัยเครือข่ายลดทอนโดยไม่มีภาคขยายแอกทีฟในนิยามทั่วไป ทั้งคู่ยังโหลดแหล่งสัญญาณได้และต้องเข้ากันได้กับเครื่องรับ ไม่ควรคิดว่าแอกทีฟคือไม่รบกวน หรือพาสซีฟคือไม่ต้องตรวจสภาพการตั้ง รายละเอียดของการต่อและการปรับชดเชยต่างกันตามรุ่น

1. 1
   ระดับคงที่

   R อินพุตแบ่งแรงดันกับ R แหล่ง

2. 2
   ขอบเร็ว

   C อินพุตเพิ่มเวลาชาร์จ

3. 3
   คุณภาพรวม

   ตรวจช่วงแรงดันและพื้นเสียงด้วย

4. 4
   การเลือก

   เลือกให้ตอบคำถามของจุดวัด

แบบจำลองอินพุตความต้านทานขนานความจุ

แบบจำลองแหล่งสัญญาณและโพรบสองตัว

กำหนดแหล่งแรงดันต่ำสมมติ 3.0 V มีความต้านทานอนุกรม 10 kΩ โพรบ P มีอินพุต 10 MΩ ขนาน 12 pF และโพรบ A มีอินพุต 1 MΩ ขนาน 1 pF ตัวอักษรใช้แทนตัวอย่างพาสซีฟกับแอกทีฟเท่านั้น ไม่ใช่ค่าทั่วไปหรือสเปกสินค้าจริง และยังไม่ได้รวมรายละเอียดสายหรือการตอบสนองความถี่ซับซ้อนของระบบ

ที่กระแสตรง ความจุไม่ดึงกระแสคงที่ในโมเดลอุดมคติ โพรบ P ทำให้แรงดันเหลือ 3×10 MΩ/(10 MΩ+10 kΩ) ประมาณ 2.997 V ส่วน A ให้ 3×1 MΩ/(1 MΩ+10 kΩ) ประมาณ 2.970 V ในตัวอย่างนี้ P รักษาระดับคงที่ได้ใกล้แรงดันเปิดวงจรกว่า เพราะความต้านทานสูงกว่า แม้ A มีความจุน้อยกว่าอย่างมาก จึงต้องแยกคำถามกระแสตรงจากคำถามขอบเร็ว

ความจุเปลี่ยนเวลาตอบสนองอย่างไร

สำหรับโมเดลนี้ ค่าคงตัวเวลาที่จุดวัดเท่ากับความต้านทานแหล่งขนานกับอินพุต คูณความจุโพรบ โพรบ P มีความต้านทานเทียบเท่าประมาณ 9.990 kΩ จึงได้ τ ประมาณ 119.88 ns ส่วน A ได้ประมาณ 9.901 kΩ คูณ 1 pF เป็น 9.90 ns หากการตอบสนองเป็นอันดับหนึ่งตามที่กำหนด เวลา 10–90% ประมาณ 2.197τ จึงเป็น 263.4 ns และ 21.8 ns ตามลำดับ

ตัวอย่างแสดงว่าทางเลือกที่ดีกว่าสำหรับระดับคงที่อาจช้ากว่าสำหรับขอบ เพราะเป็นผลของคุณสมบัติคนละด้าน ค่าขอบที่คำนวณมาจากการโหลดในแบบจำลอง ไม่ใช่เวลาไต่ขอบที่รับรองของโพรบ หากแหล่งเดิมมีเวลาไต่ขอบจำกัดหรือมีความจุชิ้นงานอยู่แล้ว ต้องรวมองค์ประกอบเหล่านั้นก่อนประเมินรูปจริง การใช้ความจุโพรบอย่างเดียวทำนายทุกสถานการณ์ย่อมไม่ครบ

1. 1
   แหล่ง

   3 V ผ่าน 10 kΩ

2. 2
   P

   10 MΩ / 12 pF → 2.997 V; τ 119.88 ns

3. 3
   A

   1 MΩ / 1 pF → 2.970 V; τ 9.90 ns

4. 4
   ข้อสรุป

   P โหลดระดับคงที่น้อยกว่า; A ตอบขอบเร็วกว่าในโมเดลนี้

คุณสมบัติโพรบสมมติ ไม่ใช่สเปกสินค้า

ช่วงแรงดันและพื้นเสียงยังเป็นตัวตัดสิน

โพรบที่ลดความจุได้ดีแต่มีช่วงอินพุตแคบอาจไม่รองรับออฟเซตและยอดที่จุดทดลอง ต้องตรวจทั้งระดับคงที่และการเปลี่ยนเร็ว อีกด้านหนึ่ง การลดทอนมากทำให้สัญญาณเล็กที่เข้าช่องเล็กตามจนพื้นเสียงเป็นข้อจำกัดได้ การเลือกจึงเป็นการจับคู่คุณสมบัติกับคำถาม ไม่ใช่จัดอันดับด้วยแบนด์วิดท์สูงสุดหรือราคาของโพรบ

อุปกรณ์แอกทีฟอาจมีเงื่อนไขอุ่นเครื่อง ตั้งศูนย์ หรือช่วงออฟเซตที่ต้องใช้ให้ถูก ขณะที่พาสซีฟแบบลดทอนอาจต้องชดเชยกับความจุช่องวัด การข้ามขั้นตอนเตรียมทำให้เปรียบเทียบผิดว่าโพรบชนิดหนึ่งด้อยกว่า ทั้งที่การตั้งไม่พร้อม ควรระบุรุ่น ย่าน ค่าทด อุปกรณ์ต่อ และสถานะการเตรียมไว้ครบในบันทึกก่อนทดลองสลับ

ทดลองเปรียบเทียบโดยไม่ให้เวลาแอบเป็นตัวแปร

วัดด้วย P แล้ว A แล้วกลับ P โดยรักษาแหล่ง จุดกราวด์ และอุณหภูมิให้ใกล้เดิม หากผล P รอบหลังต่างจากรอบแรกมาก อาจมีการเปลี่ยนแหล่งหรือสภาพหน้าสัมผัสระหว่างงาน ต้องตรวจตรงนี้ก่อนโยนผลทั้งหมดให้ความจุโพรบ การวางโพรบสองตัวพร้อมกันจะเพิ่มโหลดรวม ไม่ใช่วิธีเห็นค่าที่แต่ละตัววัดเดี่ยว ๆ โดยไม่กระทบกัน

ในโมเดลสมมติ ถ้าต่อ P กับ A พร้อมกัน ความต้านทานและความจุของสองโพรบจะรวมกันแบบขนานตามจุดที่ต่อ จึงได้สภาพที่สามต่างจากทั้งสองกรณีเดี่ยว ต้องระบุชัดว่าค่าทดลองมาจากการต่อพร้อมกันหรือสลับกัน อย่าคิดว่าการจับสองช่องพร้อมกันแก้ปัญหาความคงตัวของแหล่งได้โดยไม่ต้องนับโหลดเพิ่ม

รายงานเหตุผลของการเลือก

ถ้าคำถามคือแรงดันนิ่งของจุดความต้านทานสูง อาจให้น้ำหนักกับความต้านทานอินพุตและความแม่นยำกระแสตรงมากขึ้น ถ้าคำถามคือรูปขอบให้พิจารณาความจุ ทางกราวด์ และการตอบสนองทั้งระบบพร้อมกัน รายงานว่าเลือกเพราะอะไรและยังวัดอะไรไม่ได้ เช่น เหมาะกับขอบแต่ยังต้องตรวจระดับคงที่ด้วยระบบที่มีการโหลดต่ำกว่า ข้อความนี้ช่วยให้คนอ่านใช้ผลตามขอบเขตได้

ตัวอย่าง P กับ A ตั้งค่าขึ้นเพื่ออธิบายความสัมพันธ์เท่านั้น ไม่ใช่ข้อแนะนำซื้อหรือข้อสรุปว่าแอกทีฟทุกตัวมี 1 MΩ หรือพาสซีฟทุกตัวมี 12 pF เมื่อใช้งานจริงให้แทนด้วยค่าที่ผู้ผลิตระบุในย่านที่ใช้ และเก็บเหตุผลเชิงปริมาณไว้คู่กับภาพรูปคลื่น เพื่อให้การเปลี่ยนโพรบครั้งต่อไปตรวจเปรียบเทียบได้