Bei der Arbeit mit einem Oszilloskop ist die Auswahl der richtigen Sonde genauso wichtig wie die Auswahl des richtigen Oszilloskops selbst. Eine Sonde ist das entscheidende Bindeglied zwischen Ihrem zu testenden Gerät (DUT) und dem Oszilloskop. Sie ermöglicht Ihnen die präzise Erfassung von Signalen und deren Analyse in Echtzeit. Angesichts der Vielzahl verfügbarer Sondentypen kann es schwierig sein, die richtige Sonde für Ihre spezifischen Anforderungen auszuwählen.

In diesem Blog führen wir Sie durch die wichtigsten Faktoren, die Sie bei der Auswahl einer Sonde für Ihr Oszilloskop berücksichtigen sollten, besprechen die Bedeutung von Sonden beim Testen und geben Beispiele zum Oszilloskop- und Sondensortiment von UNI-T.

Wichtige Faktoren bei der Auswahl einer Sonde für Ihr Oszilloskop

1. Bandbreite

Die Bandbreite einer Sonde bezeichnet den Frequenzbereich, den sie genau messen kann. Bei der Auswahl einer Sonde müssen Sie darauf achten, dass ihre Bandbreite höher ist als die Frequenz des zu messenden Signals. Wenn die Bandbreite der Sonde zu niedrig ist, erfasst sie das Signal möglicherweise nicht genau, was zu Verzerrungen oder zum Verlust wichtiger Informationen führt.

Wenn Sie beispielsweise ein UNI-T MSO7204X -Oszilloskop mit einer Bandbreite von 2 GHz und einer Abtastrate von bis zu 10 GSa/s verwenden, benötigen Sie eine Sonde mit mindestens 1 GHz Bandbreite, um die Funktionen des Oszilloskops voll auszunutzen. Für Hochgeschwindigkeitssignale wäre das UT-P07 (500 MHz Bandbreite) von UNI-T eine geeignete Wahl, während das UT-P04 (100 MHz) für Signale mit niedrigerer Frequenz ausreichen kann.

2. Sondendämpfung

Die Tastkopfdämpfung ist das Verhältnis des von der Sonde gemessenen Signals zu dem Signal, das sie tatsächlich auf dem Oszilloskop anzeigt. Sie wird normalerweise in einem Verhältnis wie 10:1 oder 100:1 ausgedrückt. Tastköpfe mit höheren Dämpfungsverhältnissen reduzieren den Spannungspegel des Signals, wodurch es einfacher wird, Hochspannungssignale sicher zu messen, ohne den Eingang des Oszilloskops zu überlasten.

Beispielsweise ist der UT-P01 eine 10:1-Sonde mit einer maximalen Nennspannung von 600 Vpp, die sich ideal für typische Messungen eignet, bei denen das Signal in diesem Spannungsbereich liegt. Für Messungen höherer Spannungen, wie beispielsweise in der Leistungselektronik, ist der UT-P20 (100:1-Dämpfung und 1500 V) für die sichere Handhabung von Hochspannungssignalen besser geeignet.

3. Maximale Nennspannung

Die maximale Nennspannung der Sonde gibt die höchste Signalspannung an, die sie sicher messen kann, ohne die Sonde oder das Oszilloskop zu beschädigen. Stellen Sie sicher, dass die Nennspannung der Sonde höher ist als die Spannung des Signals, das Sie messen möchten.

Wenn Sie beispielsweise mit Hochspannungssignalen arbeiten, könnten Sie für sichere und zuverlässige Messungen Sonden wie die UT-P21 (passive Hochspannungssonde mit einem Verhältnis von 1000:1 und einer maximalen Nennspannung von 15 kVrms für Gleichstrom und 10 kV für Wechselstrom-Sinuswellen) in Betracht ziehen.

4. Differenzielle Tastköpfe

Differenzialsonden messen die Spannungsdifferenz zwischen zwei Punkten in einem Schaltkreis und eignen sich daher ideal für Anwendungen, bei denen Sie Signale messen müssen, die keine gemeinsame Masse haben. UT-P30 und UT-P31 sind beispielsweise Differenzialsonden, mit denen Sie Hochspannungsdifferenzsignale in Schaltkreisen, wie sie in Automobil- oder Stromversorgungssystemen verwendet werden, sicher messen können.

Differenzialsonden wie diese sind unverzichtbar, wenn Sie erdfreie Schaltkreise testen oder bestimmte Signale isolieren möchten, ohne eine Verbindung zu einer Massereferenz herzustellen.

5. Stromsonden

Stromsonden sind dafür ausgelegt, den durch einen Leiter fließenden Strom zu messen. Diese Sonden verwenden normalerweise ein Klemmdesign, um das durch den Stromfluss erzeugte Magnetfeld zu erkennen. Die UT-P40 von UNI-T beispielsweise ist eine Stromsonde mit einem Umwandlungsverhältnis von 50 mV/A und einem Frequenzbereich von DC bis 100 kHz, die sich für die Strommessung in einer Vielzahl von Anwendungen eignet.

6. Sondentyp: Passiv vs. Aktiv

• Passive Sonden sind die am häufigsten verwendeten Sonden und eignen sich für die meisten allgemeinen Messungen. Diese Sonden sind ideal für niederfrequente Signale und in der Regel günstiger als aktive Sonden.
• Aktive Tastköpfe werden für Hochgeschwindigkeits- oder Hochfrequenzsignale verwendet und sind darauf ausgelegt, Belastungseffekte auf den zu testenden Schaltkreis zu minimieren. Diese sind zwar teurer, aber für Hochleistungsoszilloskope wie das MSO7204X zum Erfassen schneller Signale erforderlich.

7. Benutzerfreundlichkeit

Berücksichtigen Sie Merkmale wie flexible Kabellängen, ergonomisches Design und einfache Verbindung zum Oszilloskop und DUT. Einige Sonden, wie die UT-P05 und UT-P06, werden mit flexiblen, langen Kabeln geliefert, die sie für den Einsatz in engen Räumen oder bei der Messung großer Geräte geeignet machen.

Bedeutung der Sonde beim Testen

Die Sonde ist der kritischste Teil Ihres Messaufbaus. Ohne eine geeignete Sonde könnten Sie wichtige Informationen im Signal verpassen oder Fehler aufgrund falscher Spannung oder Bandbreitenbeschränkungen verursachen. Eine hochwertige Sonde gewährleistet:

• Genaue Messungen : Erfassen der richtigen Wellenform und der Eigenschaften Ihres Signals.
• Signalintegrität : Minimieren Sie die Auswirkungen der Sonde auf das zu testende Signal, insbesondere bei Hochgeschwindigkeitssignalen.
• Sicherheit : Sicherstellen, dass Hochspannungssignale sicher gemessen werden können, ohne die Geräte zu beschädigen oder den Benutzer zu gefährden.

Beispiel: Auswahl der richtigen Sonde für UNI-T-Oszilloskope

Die Wahl der richtigen Sonde für Ihr Oszilloskop ist entscheidend, um genaue Messungen sicherzustellen und die volle Leistungsfähigkeit Ihres Testgeräts zu maximieren. Hier sind detailliertere Beispiele, die Ihnen helfen, die Faktoren zu verstehen, die bei der Auswahl einer Sonde zu berücksichtigen sind:

1. Grundlegende Oszilloskopmessungen:

Beispiel: MSO2204X-Oszilloskop mit einer UT-P04- Sonde

• Szenario : Sie arbeiten mit Hochfrequenzsignalen von bis zu 100 MHz und müssen ein 5-V-Spitze-Spitze-Signal messen.
• Oszilloskop : Das MSO2204X bietet 200 MHz Bandbreite und eine maximale Abtastrate von 5 GSa/s, was sich gut für die Erfassung von Hochfrequenzsignalen eignet.
• Sonde : Die Sonde UT-P04 (10:1) mit 100 MHz Bandbreite und 600 Vpp Nennspannung liefert für dieses Setup genaue Ergebnisse.
• Warum diese Kombination funktioniert : Die UT-P04- Sonde stellt sicher, dass Sie Signale innerhalb der Bandbreite des Oszilloskops messen können, während die Signalintegrität gewahrt bleibt und jegliche Dämpfung oder Verzerrung aufgrund unzureichender Sondenbandbreite vermieden wird.

2. Hochspannungs- und Hochfrequenzmessung:

Beispiel: MSO7104X- Oszilloskop mit einer UT-P21- Sonde

• Szenario : Sie müssen ein Hochspannungs-Wechselstromsignal mit einer Spitzenspannung von 12 kV testen.
• Oszilloskop : Das MSO7104X hat eine Bandbreite von 1 GHz, die ideal für schnell wechselnde Signale sowie hohe Abtastraten ist.
• Sonde : Die UT-P21 ist eine passive Hochspannungssonde mit einem Dämpfungsverhältnis von 1000:1 und einer Bandbreite von 50 MHz, die eine sichere Messung von Spannungen bis zu 15 kVrms (AC) und 15 kV DC ermöglicht.
• Warum diese Kombination funktioniert : Die Hochspannungsverarbeitung der UT-P21- Sonde und ihre Fähigkeit, das Signal um den Faktor 1000 zu dämpfen, gewährleistet, dass Sie sehr hohe Spannungen sicher messen können, ohne das Oszilloskop zu beschädigen. Die Bandbreite der Sonde ist auch für langsamer wechselnde Hochspannungssignale geeignet.

3. Differenzielle Messung von Hochgeschwindigkeitssignalen:

Beispiel: MSO7204X- Oszilloskop mit UT-P32 -Sonde

• Szenario : Sie müssen Differenzsignale in einem Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungssystem mit 1,5 V Spitze-Spitze-Differenzspannung messen.
• Oszilloskop : Das MSO7204X mit 2 GHz Bandbreite und einer maximalen Abtastrate von 10 GSa/s ist ideal für schnelle Signale und bietet die nötige Auflösung und Genauigkeit.
• Sonde : Die UT-P32 ist eine Differenzsonde mit einer Bandbreite von 50 MHz und einer Differenzspannungsfähigkeit von ±3000 Vpp.
• Warum diese Kombination funktioniert : Der UT-P32 ist für Differenzmessungen konzipiert, die für die genaue Erfassung und Messung zweier verwandter Signale, wie beispielsweise der positiven und negativen Teile eines Differenzsignals, unerlässlich sind. Auf diese Weise können Sie die Beziehung zwischen den beiden Signalen auf dem Oszilloskop genau anzeigen.

4. Messung niedriger Ströme:

Beispiel: MSO2202- Oszilloskop mit UT-P40 -Sonde

• Szenario : Sie müssen Schwachstromwellenformen aus einem Stromkreis messen, der mit kleinen Strombereichen bis zu 1 A arbeitet.
• Oszilloskop : Das MSO2202 bietet eine Bandbreite von 200 MHz, geeignet für niederfrequente Signale und detaillierte Wellenformanalysen.
• Sonde : Die Stromsonde UT-P40 bietet ein Umwandlungsverhältnis von 50 mV/A und arbeitet in einem Strombereich von 0,4 A bis 60 A, mit einem Frequenzbereich von DC bis 100 kHz.
• Warum diese Kombination funktioniert : Die Stromsonde UT-P40 ermöglicht genaue Strommessungen in Stromkreisen mit geringem Stromverbrauch und behält gleichzeitig die Signalintegrität bei höheren Frequenzen bei, was sie ideal für Tests von Leistungselektronik macht.

5. Allgemeine Tests:

Beispiel: MSO3034HD-Oszilloskop mit UT-P03 -Sonde

• Szenario : Für allgemeine Signaltests von analogen und digitalen Niederfrequenzschaltkreisen.
• Oszilloskop : Das MSO3034HD bietet eine Bandbreite von 350 MHz, die für eine Vielzahl von Signaltypen geeignet ist.
• Sonde : Die Sonde UT-P03 mit einer Bandbreite von 60 MHz und einer Nennspannung von 600 Vpp eignet sich perfekt für allgemeine Tests, bei denen Hochfrequenzsignale (bis zu 60 MHz) verwendet werden.
• Warum diese Kombination funktioniert : Die UT-P03- Sonde mit ihrem Dämpfungsverhältnis von 10:1 stellt sicher, dass die Sonde gut auf die Bandbreite des Oszilloskops abgestimmt ist, um zuverlässige und klare Signalmessungen zu gewährleisten.

6. Hochfrequenz- und Niederspannungsprüfung:

Beispiel: MSO3504E-S Oszilloskop mit UT-P06 Sonde

• Szenario : Sie arbeiten in einer HF-Testumgebung mit Hochfrequenzsignalen bis zu 300 MHz.
• Oszilloskop : Das MSO3504E-S hat eine Bandbreite von 500 MHz und ist daher ideal für Hochfrequenzsignale wie HF oder digitale Impulse.
• Sonde : Die Sonde UT-P06 mit einer Bandbreite von 300 MHz ist für die genaue Erfassung und Anzeige von Hochfrequenzsignalen mit einer Nennspannung von 600 Vpp ausgelegt.
• Warum diese Kombination funktioniert : Die UT-P06 -Sonde ergänzt das Hochgeschwindigkeitsoszilloskop MSO3504E-S und ermöglicht Ihnen die Erfassung schneller transienter Signale mit hoher Wiedergabetreue, ohne dass die Genauigkeit aufgrund von Bandbreitenbeschränkungen verloren geht.

Fazit: Welche Sonde sollten Sie kaufen?

Berücksichtigen Sie bei der Auswahl einer Sonde für Ihr Oszilloskop immer Folgendes:

• Die für Ihre Signale benötigte Bandbreite .
• Der Spannungspegel der Signale, die Sie messen.
• Das für sichere und genaue Messungen erforderliche Dämpfungsverhältnis .
• Ob Sie für bestimmte Messungen eine Differenz- oder Stromsonde benötigen.

Wenn Sie diese Faktoren verstehen, können Sie die beste Sonde für Ihr Oszilloskop auswählen und so genaue und sichere Messungen für Ihre Testanforderungen gewährleisten.