อิมพีแดนซ์อินพุตเป็นภาระจริง
การเลือกอินพุต 1 MΩ หรือ 50 Ω ของออสซิลโลสโคปเปลี่ยนภาระที่แหล่งสัญญาณเห็น จึงอาจเปลี่ยนแรงดันตรงจุดวัด ไม่ใช่เพียงเปลี่ยนหน่วยบนหน้าจอ อินพุตสูงเหมาะกับการลดโหลดกระแสตรงในหลายงาน ส่วนอินพุต 50 Ω ใช้กับระบบส่งสัญญาณและโพรบที่ออกแบบให้ทำงานกับโหลดนั้น ต้องเลือกตามทั้งต้นทาง สาย และชนิดโพรบ ไม่กดเลือกเพราะชื่อย่านดูเหมาะกับความถี่อย่างเดียว
ที่ความถี่สูง อินพุต 1 MΩ ยังมีความจุและผลของการต่อร่วมด้วย จึงไม่ใช่ตัวต้านทานล้านโอห์มคงที่ตลอดความถี่ ส่วนสายที่มีอิมพีแดนซ์ลักษณะเฉพาะ 50 Ω ก็ไม่ได้หมายความว่าต้องเพิ่มตัวต้านทาน 50 Ω คร่อมจุดใดก็ได้ การแมตช์เพื่อควบคุมการสะท้อนเป็นเรื่องของระบบที่ออกแบบรองรับภาระนั้น หากต้นทางเป็นจุดความต้านทานสูง การเทอร์มิเนตต่ำอาจทำให้สัญญาณยุบมาก
- นิยามแหล่ง
ค่าบนเครื่องกำเนิดอาจอ้างแรงดันบนภาระ 50 Ω
- โหลดจริง
อินพุตสูงกับ 50 Ω สร้างตัวแบ่งต่างกัน
- อุปกรณ์ขนาน
ตัวเทอร์มิเนตซ้ำทำให้ภาระต่ำกว่าที่ตั้งใจ
- ตรวจพิกัด
คำนวณแรงดันและกำลังจริงก่อนต่อ ไม่ใช้พิกัดโหมดอินพุตสูงแทน
ต้องจับคู่การตั้งโหลด แหล่ง สาย และโพรบให้ตรงกัน
เหตุใดเครื่องกำเนิดตั้งหนึ่งแต่เห็นสอง
เครื่องกำเนิดสัญญาณบางแบบระบุแอมพลิจูดที่คาดว่าจะเกิดบนภาระ 50 Ω และมีความต้านทานทางออกประมาณ 50 Ω ถ้าต่อเข้าภาระสูงมาก แรงดันที่เห็นอาจใกล้สองเท่าของค่าที่ระบุสำหรับภาระ 50 Ω นี่เป็นผลตัวแบ่งแรงดัน ไม่ใช่ข้อพิสูจน์ว่าเครื่องกำเนิดหรือสโคปเสีย ต้องตรวจว่าค่าที่ตั้งอ้างกับภาระใด และรุ่นนั้นเปลี่ยนการแสดงหรือเปลี่ยนการจ่ายเมื่อเลือกค่าโหลดอย่างไร
ตัวอย่างสมมติให้แหล่งเทเวนินมีแรงดันวงจรเปิด 2.000 V peak-to-peak และความต้านทานทางออก 50 Ω เมื่อรับด้วย 50 Ω จะได้ 2.000 × 50/(50+50) = 1.000 V peak-to-peak แต่เมื่อรับด้วย 1 MΩ จะได้ 2.000 × 1,000,000/1,000,050 ประมาณ 1.9999 V peak-to-peak ทั้งสองค่าตรงกับแหล่งเดียวกันตามแบบจำลอง
หากหน้าจอเครื่องกำเนิดตั้งให้รายงาน 1.000 V peak-to-peak สำหรับภาระ 50 Ω แล้วผู้ใช้ต่อกับอินพุต 1 MΩ จึงมีเหตุผลที่จะเห็นใกล้ 2 V การแก้ความเข้าใจคือทำให้การตั้งโหลดและภาระจริงสอดคล้องกันตามคู่มือ ไม่ลดค่าที่ตั้งครึ่งหนึ่งแล้วจำเป็นกฎใช้กับเครื่องทุกตัว เพราะโหมดแสดงสำหรับภาระสูงอาจคำนวณให้แล้วและจะเกิดการแก้ซ้ำ
ภาระต่ำอาจเปลี่ยนวงจรที่ต้องการวัด
สมมติจุดสัญญาณฝึกมีแรงดันวงจรเปิด 1.0 V และความต้านทานทางออก 1 kΩ หากนำ 50 Ω ไปเป็นภาระจะได้เพียง 1.0 × 50/1050 ประมาณ 47.6 mV แต่ถ้าใช้ 1 MΩ จะได้ประมาณ 0.999 V ความต่างนี้ใหญ่จนรูปคลื่นอาจถูกตีความว่าแหล่งไม่มีสัญญาณ ทั้งที่เครื่องมือเป็นผู้เพิ่มโหลดหนักเข้าไป
การเพิ่มอินพุตอีกตัวขนานยังเปลี่ยนภาระได้ สมมติระบบต้องการโหลด 50 Ω แต่มีตัวเทอร์มิเนต 50 Ω อยู่แล้ว แล้วเปิดอินพุต 50 Ω ของสโคปเพิ่มในขนาน ภาระรวมจะเหลือ 25 Ω ถ้าแหล่งวงจรเปิด 2 V และทางออก 50 Ω ตามตัวอย่างก่อน แรงดันจะเหลือ 2 × 25/(50+25) ประมาณ 0.667 V การต่ออุปกรณ์เพิ่มจึงต้องนับทุกทาง ไม่ดูค่าตัวสุดท้ายเพียงตัวเดียว
- รับด้วย 50 Ω
2 × 50/(50+50) = 1 V
- รับด้วย 1 MΩ
2 × 1,000,000/1,000,050 ≈ 1.9999 V
- เทอร์มิเนตซ้ำ
50 Ω สองทางขนานเหลือ 25 Ω
- ผลเมื่อซ้ำ
2 × 25/(50+25) ≈ 0.667 V จึงต้องนับทุกโหลด
ตัวอย่างสมมติแรงดันทั้งหมดเป็น peak-to-peak
พิกัดกำลังและโพรบต้องตรงกับอินพุต
ตัวต้านทานเทอร์มิเนตมีขีดจำกัดกำลังและแรงดันซึ่งต้องอ่านก่อนต่อ ค่าแรงดันสูงสุดของช่องในโหมดอิมพีแดนซ์สูงอาจไม่ใช่พิกัดในโหมด 50 Ω ห้ามอนุมานจากตัวเลขใหญ่ที่พิมพ์บนหน้าปัดอย่างเดียว สำหรับแหล่งคงที่ กำลังบนตัวต้านทานเป็น V²/R โดยใช้แรงดันที่ตกคร่อมจริง ส่วนสัญญาณสลับใช้ RMS ภายใต้เงื่อนไขที่เหมาะ จึงต้องตรวจทั้งส่วน DC และ AC
โพรบพาสซีฟลดทอนที่ออกแบบให้ทำงานกับอินพุตสูงอาจให้สัดส่วนและการชดเชยผิดเมื่อใช้กับ 50 Ω ขณะที่โพรบแอกทีฟบางชนิดต้องการโหลดที่กำหนด การเลือกจึงไม่ใช่การจับคู่จากหัวต่อ BNC ที่เสียบกันได้ แต่เป็นการตรวจความเข้ากันได้ทางไฟฟ้าทั้งระบบ หากเครื่องรับรู้โพรบอัตโนมัติยังควรตรวจสถานะจริง โดยเฉพาะเมื่อผ่านอะแดปเตอร์ที่อาจไม่ส่งข้อมูลชนิดโพรบ
- ระบุความต้านทานทางออกและนิยามแอมพลิจูดของแหล่งฝึกจากคู่มือ
- ตรวจชนิดโพรบหรือสาย รวมถึงโหลดปลายทางที่ผู้ผลิตกำหนด
- คำนวณแรงดันและกำลังที่คาดเมื่อเลือกภาระ ก่อนเปิดเอาต์พุต
- ตั้งอินพุตและการรายงานโหลดของเครื่องกำเนิดให้สอดคล้อง แล้วตรวจค่าจริง
- เมื่อเพิ่มเครื่องมือหรือตัวเทอร์มิเนต ให้คำนวณภาระรวมและตรวจพิกัดใหม่
ขอบเขตของแบบจำลองตัวแบ่ง
สูตรตัวแบ่งความต้านทานช่วยอธิบายระดับคงตัวหรือกรณีความถี่ที่องค์ประกอบอื่นยังไม่เด่น แต่สายยาวเมื่อเทียบกับความเร็วขอบต้องคิดเรื่องการส่งผ่านและสะท้อนด้วย ความสูงช่วงแรกหลังขอบอาจต่างจากระดับหลังเข้าที่ จึงไม่ควรเอาค่าคงตัวที่คำนวณมาอธิบายรูปยอดทั้งหมดโดยไม่มีข้อมูลเวลาและความยาวสาย
การเห็นสัญญาณสองเท่าไม่ได้มีสาเหตุเดียว อัตราทดโพรบที่ตั้งผิด การแสดง peak แทน peak-to-peak หรือการอ่าน RMS ปะปนก็ทำให้ตัวเลขต่างกันได้ จึงตรวจนิยามก่อนสรุปเรื่องเทอร์มิเนต โดยเฉพาะเมื่อค่าที่ต่างไม่ใกล้อัตราส่วนตามแบบจำลอง หรือเปลี่ยนตามความถี่อย่างมาก ต้องเปิดสมมติฐานเรื่องทางส่งและการตอบสนองของโพรบร่วมด้วย
ตรวจด้วยแหล่งแรงดันต่ำที่รู้โหลด
ใช้เครื่องกำเนิดกับค่าตั้งต่ำที่อยู่ในพิกัดของทุกส่วน ตรวจแอมพลิจูดบนโหลดที่ผู้ผลิตระบุแล้วเปรียบเทียบกับภาระสูงตามขั้นตอนที่ปลอดภัย จดค่าที่เครื่องกำเนิดรายงานและค่าโหลดจริงทั้งสองรอบ หากได้อัตราส่วนใกล้แบบจำลองเมื่อรวมขอบเครื่อง ก็มีหลักฐานว่าความต่างมาจากภาระ ไม่ใช่ต้องปรับเทียบสโคปทันที
ผลส่งต่อควรระบุแอมพลิจูดเป็น peak-to-peak หรือ RMS ให้ชัด พร้อมอิมพีแดนซ์แหล่ง อินพุต และตัวเทอร์มิเนตภายนอก ตัวอย่างแหล่งวงจรเปิด 2 V ที่ให้ 1 V บน 50 Ω จะอ่านรู้เรื่องได้เมื่อมีเงื่อนไขเหล่านี้ หากส่งเพียงคำว่าตั้ง 1 V แต่วัดได้ 2 V ผู้ตรวจต้องเดาระบบทั้งหมดใหม่และอาจแก้สิ่งที่ทำงานถูกอยู่แล้ว


