ชดเชยเพื่อให้การลดทอนไม่เปลี่ยนตามความถี่
โพรบพาสซีฟแบบลดทอนใช้เครือข่ายไฟฟ้าร่วมกับอินพุตออสซิลโลสโคป ไม่ได้เป็นเพียงสายที่มีตัวต้านทานตัวเดียว การแบ่งแรงดันในส่วนกระแสตรงขึ้นกับความต้านทาน แต่สัญญาณที่เปลี่ยนเร็วได้รับผลจากความจุด้วย หากสองส่วนแบ่งแรงดันไม่สอดคล้องกัน รูปพัลส์ที่เห็นจะมีมุมมนหรือยอดผิดจากแหล่งจริง การปรับชดเชยทำให้เครือข่ายที่ผู้ผลิตออกแบบเข้ากับช่องที่ใช้ได้เหมาะขึ้น
การชดเชยไม่ใช่การตั้งค่าทดแสดงผล และไม่ใช่การปรับวงจรทดลองให้รูปสวย ต้องทำกับสัญญาณอ้างอิงและวิธีที่ผู้ผลิตระบุสำหรับโพรบรุ่นนั้น บางรุ่นปรับด้วยมือ บางรุ่นใช้ระบบอัตโนมัติหรือมีขั้นตอนเพิ่มเติม ห้ามหมุนตัวปรับที่ไม่ทราบหน้าที่บนโพรบเพียงเพราะเห็นสกรู โดยเฉพาะส่วนปรับความถี่สูงที่อาจไม่ใช่งานของผู้ใช้งานทั่วไป
- กระแสตรง
แบ่งด้วย R1 และ R2
- ส่วนเร็ว
ได้รับผลจาก C1 และ C2
- เงื่อนไข
R1C1 = R2C2
- ผลที่ต้องการ
การลดทอนสอดคล้องกันตลอดย่านของแบบจำลอง
แบบจำลองสองแขนขนาน ไม่ใช่วงจรภายในทุกรุ่น
แบบจำลองตัวแบ่งสองแขน
ใช้แบบจำลองสมมติที่แขนบนมี R1 ขนาน C1 และแขนล่างมี R2 ขนาน C2 โดย C2 แทนความจุรวมที่เหมาะสมของอินพุตในแบบจำลอง เงื่อนไขสมดุลคือ R1C1 = R2C2 เมื่อสมดุล การแบ่งแรงดันจะมีอัตราส่วนคงที่ในแบบอุดมคติ จุดประสงค์ของสมการคืออธิบายความสัมพันธ์ ไม่ใช่ให้เปิดโพรบจริงแล้วเปลี่ยนชิ้นส่วนตามตัวเลขในบท
กำหนด R1 = 9 MΩ และ R2 = 1 MΩ จะได้การลดทอนกระแสตรงหนึ่งในสิบ หาก C2 = 90 pF ต้องมี C1 = 10 pF เพื่อให้ค่าคงตัวเวลาสองด้านเท่ากับ 90 µs เพราะ 9 ล้าน ×10 ส่วนล้านล้านวินาทีเท่ากับ 90 ส่วนล้านวินาที เช่นเดียวกับ 1 ล้าน ×90 ส่วนล้านล้าน การเขียนหน่วยช่วยจับความผิดพลาดระหว่าง pF กับ nF ซึ่งต่างกันหนึ่งพันเท่า
เชื่อมสมการกับมุมพัลส์
สำหรับแบบจำลองเดียวกัน ที่ความถี่สูงอัตราส่วนแรงดันด้านล่างเข้าใกล้ C1/(C1+C2) หาก C1 เหลือ 5 pF จะได้ 5/95 ประมาณ 0.0526 ซึ่งต่ำกว่าค่ากระแสตรง 0.1 ส่วนเปลี่ยนเร็วจึงถูกส่งผ่านน้อยกว่าและมีแนวโน้มเห็นขอบมน หาก C1 เพิ่มเป็น 20 pF อัตราส่วนเป็น 20/110 ประมาณ 0.1818 สูงกว่าค่ากระแสตรง จึงมีแนวโน้มเห็นส่วนต้นยกเกินในแบบจำลอง
ตัวเลขนี้ช่วยอธิบายทิศการเปลี่ยนของรูป ไม่ได้ทำนายความสูงยอดของโพรบจริงทุกความถี่ เพราะสายและองค์ประกอบแฝงอื่นไม่ได้อยู่ครบในโมเดล การที่มุมพัลส์มีการสั่นยังอาจเกิดจากสายกราวด์ยาวหรือแหล่งอ้างอิงเอง อย่าใช้ตัวปรับชดเชยกลบการสั่นจากการต่อไม่เหมาะสมจนตัวแบ่งหลักผิดสมดุล ต้องแก้การต่อให้ถูกก่อนประเมินรูป
- แขนบน
9 MΩ × 10 pF = 90 µs
- แขนล่าง
1 MΩ × 90 pF = 90 µs
- กระแสตรง
1 ÷ (9 + 1) = 0.1
- ส่วนเร็ว
10 ÷ (10 + 90) = 0.1
ตัวเลขสมมติเพื่อเรียนรู้ ไม่ใช่ค่าซ่อมโพรบ
ขั้นตอนตรวจบนช่องที่จะใช้งาน
ต่อโพรบกับช่องที่เลือก ตั้งอัตราทดในเครื่องให้ตรง แล้วใช้จุดสัญญาณอ้างอิงกับกราวด์ที่ผู้ผลิตกำหนด เลือกสเกลให้เห็นฐาน ระดับบน และมุมพัลส์ครบโดยไม่ตัดยอด จากนั้นปรับเฉพาะตัวปรับผู้ใช้จนส่วนราบและมุมมีรูปตามคำแนะนำ อย่าขยายจนเห็นเพียงส่วนเล็กของขอบ เพราะอาจพลาดการเอียงของช่วงบนซึ่งบอกการชดเชยไม่สมดุล
เมื่อย้ายโพรบไปอีกช่องให้ตรวจอีกครั้ง เนื่องจากอินพุตแต่ละช่องอาจต่างกันในขอบเขตที่ระบบปรับไว้ได้ ถ้าใช้หัวแปลงหรืออุปกรณ์ต่อที่ผู้ผลิตอนุญาต ให้ตรวจในสภาพที่จะใช้งานด้วย หากปรับจนสุดแล้วยังไม่เข้าเงื่อนไข อย่าฝืนต่อไป ต้องตรวจช่วงความจุที่โพรบรองรับ ความถูกต้องของช่องและโพรบ รวมถึงสภาพอุปกรณ์ต่อก่อนสงสัยชิ้นงาน
ชดเชยผ่านแล้วบอกอะไรได้บ้าง
ผลผ่านที่สัญญาณอ้างอิงช่วยยืนยันว่าการปรับพื้นฐานเหมาะกับช่องในเงื่อนไขนั้น ไม่ได้รับรองความแม่นยำแอมพลิจูดทั้งย่านหรือความตอบสนองต่อขอบที่เร็วกว่ามาก แหล่งอ้างอิงสำหรับชดเชยมักมีหน้าที่เฉพาะ จึงไม่ควรเรียกการปรับครั้งนี้ว่าสอบเทียบครบระบบ ถ้าจะวัดเวลาไต่ขอบหรือยอดเล็ก ต้องพิจารณาแบนด์วิดท์และอุปกรณ์ต่อของระบบเพิ่มเติม
รายงานควรระบุว่าได้ตรวจชดเชยก่อนวัดบนช่องใด ด้วยสัญญาณอ้างอิงใดและอุปกรณ์ต่อชุดใด การเก็บภาพก่อนและหลังช่วยแยกความเปลี่ยนของการตั้งจากการเปลี่ยนชิ้นงาน หากพบว่าชดเชยผิดหลังเก็บข้อมูล ไม่ควรใช้สูตรคูณค่าคงที่แก้ทั้งรูป เพราะความผิดเป็นฟังก์ชันของความถี่ ข้อมูลที่ใช้ตัดสินขอบและยอดควรเก็บใหม่หลังแก้ระบบ
รักษาสภาพการต่อให้ตรวจซ้ำได้
ใช้ปลายต่อและกราวด์ที่ยึดได้มั่นคงเพื่อลดการเปลี่ยนรูปจากการขยับมือ จดว่าการปรับอยู่ในโหมดใดของสวิตช์ เพราะโหมดอื่นอาจใช้วงจรต่างกัน หลังทำงานกับชิ้นงานและกลับมาสงสัยรูปคลื่น ให้ตรวจสัญญาณอ้างอิงซ้ำเพื่อแยกปัญหาระหว่างโพรบกับแหล่งสัญญาณ การตรวจกลับนี้มีประโยชน์มากกว่าหมุนชดเชยขณะต่อกับจุดที่ยังไม่รู้ว่ารูปจริงควรเป็นอย่างไร
หากสัญญาณอ้างอิงมีออฟเซต ให้ตั้งการแสดงผลให้เห็นฐานก่อนและหลังพัลส์ อย่าปรับจนฐานพ้นจอ เพราะจะตรวจการคืนระดับและความเอียงได้ไม่ครบ แม้ส่วนยอดที่เหลือในภาพจะดูราบดี
