Una sonda de prueba es un dispositivo físico que se utiliza para conectar equipos de prueba electrónicos a un dispositivo bajo prueba (DUT). Las sondas de prueba varían desde dispositivos muy simples y robustos hasta sondas complejas que son sofisticadas, costosas y frágiles. Los tipos específicos incluyen puntas de prueba , sondas de osciloscopio y sondas de corriente . A menudo se suministra una sonda de prueba como cable de prueba , que incluye la sonda, el cable y el conector terminal.
Las sondas de voltaje se utilizan para medir los voltajes presentes en el DUT. Para lograr una alta precisión, el instrumento de prueba y su sonda no deben afectar significativamente el voltaje que se está midiendo. Esto se logra asegurando que la combinación de instrumento y sonda exhiba una impedancia suficientemente alta que no cargue el DUT. Para mediciones de CA, el componente reactivo de la impedancia puede ser más importante que el resistivo.
Una sonda de voltímetro típica consta de un cable de prueba de un solo cable que tiene en un extremo un conector que se adapta al voltímetro y en el otro extremo una sección de plástico tubular rígida que comprende un mango y un cuerpo de sonda. El mango permite a una persona sostener y guiar la sonda sin influir en la medición (al convertirse en parte del circuito eléctrico) o estar expuesta a voltajes peligrosos que podrían causar descargas eléctricas . Dentro del cuerpo de la sonda, el cable está conectado a una punta metálica puntiaguda y rígida que hace contacto con el dispositivo bajo prueba. Algunas sondas permiten conectar una pinza de cocodrilo a la punta, lo que permite conectar la sonda al dispositivo bajo prueba para que no sea necesario sujetarla en su lugar.
Los cables de prueba generalmente están hechos con alambre finamente trenzado para mantenerlos flexibles, con calibres de alambre suficientes para conducir unos pocos amperios de corriente eléctrica . El aislamiento se elige para que sea flexible y tenga un voltaje de ruptura superior al voltaje de entrada máximo del voltímetro. Los numerosos hilos finos y el aislamiento grueso hacen que el cable sea más grueso que el cable de conexión normal.
Se utilizan dos sondas juntas para medir voltaje, corriente y componentes de dos terminales, como resistencias y condensadores. Al realizar mediciones de CC es necesario saber qué sonda es positiva y cuál es negativa, por lo que por convención las sondas son de color rojo para positivo y negro para negativo. Dependiendo de la precisión requerida, se pueden utilizar con frecuencias de señal que van desde CC hasta unos pocos kilohercios .
Cuando se deben realizar mediciones sensibles (p. ej., voltajes muy bajos o resistencias muy bajas o muy altas), se utilizan protectores, protectores y técnicas como la detección Kelvin de cuatro terminales (que utiliza cables separados para transportar la corriente de medición y detectar el voltaje). usado.
Las sondas de pinza son un par de sondas simples fijadas a un mecanismo de pinza , operadas con una mano, para medir voltajes u otros parámetros de circuitos electrónicos entre pines estrechamente espaciados.
Las sondas de resorte (también conocidas como " pasadores pogo ") son clavijas con resorte que se utilizan en dispositivos de prueba eléctrica para hacer contacto con puntos de prueba, cables de componentes y otras características conductoras del DUT (dispositivo bajo prueba). Estas sondas generalmente se ajustan a presión en casquillos de sonda para permitir su fácil reemplazo en dispositivos de prueba que pueden permanecer en servicio durante décadas, probando miles de DUT en equipos de prueba automáticos .
Los osciloscopios muestran la forma de onda instantánea de cantidades eléctricas variables, a diferencia de otros instrumentos que dan valores numéricos de cantidades relativamente estables.
Las sondas de alcance se dividen en dos categorías principales: pasivas y activas. Las sondas de alcance pasivo no contienen piezas electrónicas activas, como transistores , por lo que no requieren alimentación externa.
Debido a las altas frecuencias involucradas, los osciloscopios normalmente no usan cables simples ("cables voladores") para conectarse al DUT. Es probable que los cables sueltos capten interferencias, por lo que no son adecuados para señales de bajo nivel. Además, la inductancia de los cables volantes los hace inadecuados para señales de alta frecuencia. En su lugar, se utiliza una sonda de alcance específica , que utiliza un cable coaxial para transmitir la señal desde la punta de la sonda al osciloscopio. Este cable tiene dos beneficios principales: protege la señal de interferencias electromagnéticas externas, mejorando la precisión de las señales de bajo nivel; y tiene una inductancia más baja que los cables volantes, lo que hace que la sonda sea más precisa para señales de alta frecuencia.
Aunque el cable coaxial tiene una inductancia más baja que los cables volantes, tiene una capacitancia más alta: un cable típico de 50 ohmios tiene aproximadamente 90 pF por metro. En consecuencia, una sonda coaxial directa (1×) de alta impedancia de un metro puede cargar el circuito con una capacitancia de aproximadamente 110 pF y una resistencia de 1 megaohmio.
Las sondas de osciloscopio se caracterizan por su límite de frecuencia, donde la respuesta de amplitud ha caído 3 dB, y/o por su tiempo de subida . Estos están relacionados como (en cifras redondas)
Por tanto, una sonda de 50 MHz tiene un tiempo de subida de 7 ns. La respuesta de la combinación de un osciloscopio y una sonda está dada por
Por ejemplo, una sonda de 50 MHz que alimente un osciloscopio de 50 MHz dará como resultado un sistema de 35 MHz. Por lo tanto, es ventajoso utilizar una sonda con un límite de frecuencia más alto para minimizar el efecto sobre la respuesta general del sistema.
Para minimizar la carga, se utilizan sondas atenuadoras (p. ej., sondas 10X). Una sonda típica utiliza una resistencia en serie de 9 megaohmios desviada por un condensador de bajo valor para crear un divisor compensado RC con la capacitancia del cable y la entrada del osciloscopio. Las constantes de tiempo RC se ajustan para que coincidan. Por ejemplo, la resistencia en serie de 9 megaohmios es desviada por un capacitor de 12,2 pF durante una constante de tiempo de 110 microsegundos. La capacitancia del cable de 90 pF en paralelo con la entrada del osciloscopio de 20 pF (capacitancia total 110 pF) y 1 megaohmio también da una constante de tiempo de 110 microsegundos. En la práctica, habrá un ajuste para que el operador pueda igualar con precisión la constante de tiempo de baja frecuencia (lo que se denomina compensación de la sonda). Hacer coincidir las constantes de tiempo hace que la atenuación sea independiente de la frecuencia. A bajas frecuencias (donde la resistencia de R es mucho menor que la reactancia de C ), el circuito parece un divisor resistivo; a frecuencias más altas (resistencia mucho mayor que la reactancia), el circuito parece un divisor capacitivo. [1]
El resultado es una sonda con compensación de frecuencia para frecuencias modestas que presenta una carga de aproximadamente 10 megaohmios desviada por 12 pF. Aunque una sonda de este tipo es una mejora, no funciona cuando la escala de tiempo se reduce a varios tiempos de tránsito del cable (el tiempo de tránsito suele ser de 5 ns). En ese período de tiempo, el cable parece tener su impedancia característica y habrá reflejos de la falta de coincidencia de la línea de transmisión en la entrada del osciloscopio y la sonda que causa el timbre. [2] La sonda de alcance moderna utiliza líneas de transmisión de baja capacitancia con pérdidas y sofisticadas redes de configuración de frecuencia para hacer que la sonda 10× funcione bien a varios cientos de megahercios. En consecuencia, existen otros ajustes para completar la compensación. [3] [4] [5]
Una sonda de prueba conectada directamente (llamada sonda 1×) pone la capacitancia del cable no deseada a través del circuito bajo prueba. Para un cable coaxial típico , la carga es del orden de 100 pF por metro (la longitud de un cable de prueba típico).
Las sondas atenuadoras minimizan la carga capacitiva con un atenuador, pero reducen la magnitud de la señal entregada al instrumento. Un atenuador de 10× reducirá la carga capacitiva en un factor de aproximadamente 10. El atenuador debe tener una relación precisa en todo el rango de frecuencias de interés; la impedancia de entrada del instrumento pasa a formar parte del atenuador. Un atenuador de CC con divisor resistivo se complementa con condensadores, de modo que la respuesta de frecuencia sea predecible en el rango de interés. [6]
El método de adaptación de constante de tiempo RC funciona siempre que el tiempo de tránsito del cable blindado sea mucho menor que la escala de tiempo de interés. Eso significa que el cable blindado puede verse como un condensador agrupado en lugar de un inductor. El tiempo de tránsito en un cable de 1 metro es de aproximadamente 5 ns. En consecuencia, estas sondas funcionarán a unos pocos megahercios, pero después los efectos de la línea de transmisión causarán problemas.
A altas frecuencias, la impedancia de la sonda será baja. [7]
El diseño más común inserta una resistencia de 9 megaohmios en serie con la punta de la sonda. Luego, la señal se transmite desde el cabezal de la sonda al osciloscopio a través de un cable coaxial especial con pérdidas diseñado para minimizar la capacitancia y el timbre . La invención de este cable se atribuye [8] a John Kobbe, un ingeniero que trabaja para Tektronix . La resistencia sirve para minimizar la carga que la capacitancia del cable impondría al DUT. En serie con la impedancia de entrada normal de 1 megaohmio del osciloscopio, la resistencia de 9 megaohmios crea un divisor de voltaje de 10×, por lo que dichas sondas normalmente se conocen como sondas de baja capacidad (acitancia) o sondas de 10× , a menudo impresas con la letra X o x. en lugar del signo de multiplicación, y generalmente se denomina "una sonda multiplicada por diez".
Debido a que la entrada del osciloscopio tiene cierta capacitancia parásita en paralelo con la resistencia de 1 megaohmio, la resistencia de 9 megaohmios también debe ser puenteada por un capacitor para evitar que forme un filtro de paso bajo RC severo con la capacitancia parásita del osciloscopio. La cantidad de capacitancia de derivación debe coincidir cuidadosamente con la capacitancia de entrada del osciloscopio para que los capacitores también formen un divisor de voltaje de 10×. De esta manera, la sonda proporciona una atenuación uniforme de 10x desde CC (con la atenuación proporcionada por las resistencias) hasta frecuencias CA muy altas (con la atenuación proporcionada por los condensadores).
En el pasado, el condensador de derivación en el cabezal de la sonda era ajustable (para lograr esta atenuación de 10x). Los diseños de sondas más modernos utilizan un circuito electrónico de película gruesa recortado con láser en el cabezal que combina la resistencia de 9 megaohmios con un condensador de derivación de valor fijo; Luego colocan un pequeño condensador ajustable en paralelo con la capacitancia de entrada del osciloscopio. De cualquier manera, la sonda debe ajustarse para que proporcione una atenuación uniforme en todas las frecuencias. A esto se le llama compensación de la sonda . La compensación generalmente se logra sondeando una onda cuadrada de 1 kHz y ajustando el capacitor de compensación hasta que el osciloscopio muestre la forma de onda más cuadrada. La mayoría de los osciloscopios tienen una fuente de calibración de 1 kHz en sus paneles frontales, ya que la compensación de la sonda se debe realizar cada vez que se conecta una sonda 10:1 a la entrada de un osciloscopio. Las sondas más nuevas y más rápidas tienen disposiciones de compensación más complejas y, en ocasiones, pueden requerir ajustes adicionales.
También están disponibles 100 sondas pasivas, al igual que algunos diseños especializados para su uso en voltajes muy altos (hasta 25 kV).
Las sondas pasivas suelen conectarse al osciloscopio mediante un conector BNC . La mayoría de las sondas 10× equivalen a una carga de aproximadamente 10-15 pF y 10 megaohmios en el DUT, mientras que las sondas 100× normalmente presentan una carga de 100 megaohmios y una capacitancia más pequeña y, por lo tanto, cargan menos el circuito.
Las sondas Z 0 son un tipo especializado de sonda pasiva de baja capacitancia que se utiliza en circuitos de muy alta frecuencia y baja impedancia . Son similares en diseño a las sondas pasivas 10× pero con niveles de impedancia mucho más bajos. Los cables de sonda suelen tener una impedancia característica de 50 ohmios y se conectan a osciloscopios con una impedancia de entrada adaptada de 50 ohmios (en lugar de 1 megaohmio). Las sondas de osciloscopio de alta impedancia están diseñadas para el osciloscopio convencional de 1 megaohmio, pero la impedancia de entrada de 1 megaohmio es sólo de baja frecuencia; la impedancia de entrada no es constante de 1 megaohmio en todo el ancho de banda de la sonda, sino que disminuye con la frecuencia. Por ejemplo, la impedancia de entrada de un Tektronix P6139A comienza a caer por encima de 10 kHz y es de aproximadamente 100 ohmios a 100 MHz. [9] Se necesita una técnica de sonda diferente para señales de alta frecuencia.
Un osciloscopio de alta frecuencia presenta una carga adaptada (normalmente 50 ohmios) en su entrada, lo que minimiza las reflexiones en el osciloscopio. El sondeo con una línea de transmisión de 50 ohmios correspondiente ofrecería un rendimiento de alta frecuencia, pero cargaría indebidamente la mayoría de los circuitos. Se puede utilizar un atenuador (divisor resistivo) para minimizar la carga. En la punta, estas sondas utilizan una resistencia en serie de 450 ohmios (para una atenuación de 10x) o 950 ohmios (para una atenuación de 20x). [10] [11] Tektronix vende una sonda divisora de 10 × con un ancho de banda de 9 GHz con una resistencia en serie de 450 ohmios. [12] [ verificación fallida ] Estas sondas también se denominan sondas divisorias resistivas, ya que una línea de transmisión de 50 ohmios presenta una carga puramente resistiva.
El nombre Z 0 se refiere a la impedancia característica del osciloscopio y del cable. Las impedancias adaptadas proporcionan un mejor rendimiento de alta frecuencia que el que puede lograr una sonda pasiva inigualable, pero a expensas de la baja carga de 500 ohmios que ofrece la punta de la sonda al DUT. La capacitancia parásita en la punta de la sonda es muy baja, por lo que, para señales de muy alta frecuencia, la sonda Z 0 puede ofrecer una carga menor que cualquier sonda Hi-Z e incluso muchas sondas activas. [13]
En principio, este tipo de sonda se puede utilizar a cualquier frecuencia, pero en CC y frecuencias más bajas, los circuitos a menudo tienen impedancias altas que se cargarían de manera inaceptable por la baja impedancia de la sonda de 500 o 1000 ohmios. Las impedancias parásitas limitan los circuitos de muy alta frecuencia a funcionar a baja impedancia, por lo que la impedancia de la sonda es un problema menor.
Las sondas de alcance activo utilizan un amplificador de alta frecuencia de alta impedancia montado en el cabezal de la sonda y un cable blindado. El propósito del amplificador no es la ganancia, sino el aislamiento (amortiguación) entre el circuito bajo prueba y el osciloscopio y el cable, cargar el circuito solo con una capacitancia baja y una alta resistencia de CC y hacer coincidir la entrada del osciloscopio. El circuito bajo prueba comúnmente ve las sondas activas como una capacitancia de 1 picofaradio o menos en paralelo con una resistencia de 1 megaohmio. Las sondas se conectan al osciloscopio con un cable que coincide con la impedancia característica de la entrada del osciloscopio. Las sondas activas basadas en tubos se utilizaban antes de la llegada de la electrónica de estado sólido de alta frecuencia , utilizando un pequeño tubo de vacío como amplificador seguidor de cátodo .
Las sondas activas tienen varias desventajas que les han impedido reemplazar a las sondas pasivas en todas las aplicaciones:
Muchas sondas activas permiten al usuario introducir un voltaje de compensación para permitir la medición de voltajes con un nivel de CC excesivo. El rango dinámico total aún es limitado, pero el usuario puede ajustar su punto central para que se puedan medir voltajes en el rango de, por ejemplo, cero a cinco voltios en lugar de -2,5 a +2,5.
Debido a su clasificación inherente de bajo voltaje, hay poca necesidad de proporcionar aislamiento de alto voltaje para la seguridad del operador. Esto permite que los cabezales de las sondas activas sean extremadamente pequeños, lo que las hace muy convenientes para su uso con circuitos electrónicos modernos de alta densidad.
Williams analiza las sondas pasivas y un modesto diseño de sonda activa en una nota de aplicación. [14]
La Tektronix P6201 es una de las primeras sondas FET activas de CC a 900 MHz. [15]
En frecuencias extremadamente altas, un osciloscopio digital moderno requiere que el usuario suelde un preamplificador al DUT para obtener un rendimiento de 50 GS/s, 20 GHz. [dieciséis]
Las sondas diferenciales están optimizadas para adquirir señales diferenciales . Para maximizar la relación de rechazo de modo común (CMRR), las sondas diferenciales deben proporcionar dos rutas de señal que sean lo más idénticas posible, coincidentes en atenuación general, respuesta de frecuencia y retardo de tiempo.
En el pasado, esto se hacía diseñando sondas pasivas con dos rutas de señal, lo que requería una etapa de amplificador diferencial en el osciloscopio o cerca de él. (Muy pocas de las primeras sondas instalaron el amplificador diferencial en un cabezal de sonda bastante voluminoso utilizando tubos de vacío). Con los avances en la electrónica de estado sólido, se ha vuelto práctico colocar el amplificador diferencial directamente dentro del cabezal de la sonda, lo que facilita enormemente los requisitos de el resto de la ruta de la señal (ya que ahora se vuelve unipolar en lugar de diferencial y se elimina la necesidad de hacer coincidir los parámetros en la ruta de la señal). Una sonda diferencial moderna suele tener dos extensiones metálicas que el operador puede ajustar para tocar simultáneamente los dos puntos apropiados del dispositivo bajo prueba. De este modo se posibilitan CMRR muy altos.
Todas las sondas de alcance contienen alguna instalación para conectar a tierra la sonda al voltaje de referencia del circuito. Esto generalmente se logra conectando un cable flexible muy corto desde el cabezal de la sonda a tierra. La inductancia en el cable de tierra puede provocar distorsión en la señal observada, por lo que este cable se mantiene lo más corto posible. Algunas sondas utilizan un pequeño pie de tierra en lugar de cualquier cable, lo que permite que el enlace de tierra sea tan corto como 10 mm.
La mayoría de las sondas permiten instalar una variedad de "puntas". Una punta puntiaguda es la más común, pero también se usa comúnmente una sonda incautadora o "gancho de prueba" con una punta en forma de gancho que se puede asegurar al punto de prueba. Las puntas que tienen un pequeño pie aislante de plástico con muescas pueden facilitar el sondeo de circuitos integrados de paso muy fino ; las muescas coinciden con el paso de los cables del CI, estabilizando la sonda contra el temblor de la mano del usuario y, por lo tanto, ayudan a mantener el contacto en el pin deseado. Varios estilos de patas se adaptan a distintos pasos de los cables del CI. También se pueden utilizar diferentes tipos de puntas para sondas de otros instrumentos.
Algunas sondas contienen un botón pulsador. Al presionar el botón se desconectará la señal (y se enviará una señal de tierra al alcance) o hará que el alcance identifique el rastro de alguna otra manera. Esta característica es muy útil cuando se utiliza simultáneamente más de una sonda, ya que permite al usuario correlacionar sondas y trazas en la pantalla de alcance.
Algunos diseños de sondas tienen clavijas adicionales que rodean el BNC o utilizan un conector más complejo que un BNC. Estas conexiones adicionales permiten que la sonda informe al osciloscopio de su factor de atenuación (10×, 100×, otro). Luego, el osciloscopio puede ajustar sus pantallas de usuario para tener en cuenta automáticamente la atenuación y otros factores causados por la sonda. Estos pines adicionales también se pueden utilizar para suministrar energía a sondas activas.
Algunas sondas ×10 tienen un interruptor "×1/×10". La posición "×1" evita el atenuador y la red de compensación, y se puede utilizar cuando se trabaja con señales muy pequeñas que estarían por debajo del límite de sensibilidad del osciloscopio si se atenuaran en ×10.
Debido a su diseño estandarizado, las sondas pasivas (incluidas las sondas Z 0 ) de cualquier fabricante generalmente se pueden usar con cualquier osciloscopio (aunque es posible que funciones especializadas como el ajuste automático de lectura no funcionen). Es posible que las sondas pasivas con divisores de voltaje no sean compatibles con un alcance en particular. El condensador de ajuste de compensación solo permite la compensación en un pequeño rango de valores de capacitancia de entrada del osciloscopio. El rango de compensación de la sonda debe ser compatible con la capacitancia de entrada del osciloscopio.
Por otro lado, las sondas activas casi siempre son específicas del proveedor debido a sus requisitos de energía, controles de voltaje de compensación, etc. Los fabricantes de sondas a veces ofrecen amplificadores externos o adaptadores de alimentación de CA enchufables que permiten usar sus sondas con cualquier osciloscopio.
Una sonda de alto voltaje permite que un voltímetro común mida voltajes que de otro modo serían demasiado altos para medir o incluso destructivos. Para ello, reduce el voltaje de entrada a un nivel seguro y medible con un circuito divisor de voltaje de precisión dentro del cuerpo de la sonda.
Las sondas diseñadas para hasta 100 kV suelen emplear un divisor de voltaje de resistencia , con una resistencia de entrada de cientos o miles de megaohmios para minimizar la carga del circuito. Se logra una alta linealidad y precisión mediante el uso de resistencias con coeficientes de voltaje extremadamente bajos, en conjuntos combinados que mantienen una relación divisoria consistente y precisa en toda la temperatura de funcionamiento de la sonda. Los voltímetros tienen una resistencia de entrada que altera efectivamente la relación del divisor de la sonda y una capacitancia parásita que se combina con la resistencia de la sonda para formar un circuito RC ; estos pueden reducir fácilmente la precisión de CC y CA, respectivamente, si no se compensan. Para mitigar estos efectos, las sondas divisoras de voltaje generalmente incluyen componentes adicionales que mejoran la respuesta de frecuencia y permiten calibrarlas para diferentes cargas de medidor.
Incluso se pueden medir voltajes más altos con sondas divisoras de condensadores, aunque el mayor tamaño físico y otras características mecánicas (por ejemplo, anillos de corona ) de estos dispositivos a menudo impiden su uso como sondas portátiles.
Una sonda de corriente genera un voltaje proporcional a la corriente en el circuito que se está midiendo; Como se conoce la constante de proporcionalidad, los instrumentos que responden al voltaje se pueden calibrar para indicar la corriente. Las sondas de corriente se pueden utilizar tanto en instrumentos de medida como en osciloscopios.
La sonda de corriente clásica es una resistencia de bajo valor (una "resistencia de muestreo" o "derivación de corriente") insertada en el camino de la corriente. La corriente se determina midiendo la caída de voltaje a través de la resistencia y usando la ley de Ohm . (Wedlock y Roberge 1969, p. 152.) La resistencia de muestreo debe ser lo suficientemente pequeña como para no afectar significativamente el funcionamiento del circuito, pero lo suficientemente grande como para proporcionar una buena lectura. El método es válido tanto para mediciones de CA como de CC. Una desventaja de este método es la necesidad de romper el circuito para introducir la derivación. Otro problema es medir el voltaje a través de la derivación cuando hay voltajes de modo común presentes; Se necesita una medición de voltaje diferencial.
Las corrientes alternas son relativamente fáciles de medir ya que se pueden utilizar transformadores. Un transformador de corriente se utiliza comúnmente para medir corrientes alternas. La corriente que se va a medir se fuerza a través del devanado primario (a menudo una sola vuelta) y la corriente a través del devanado secundario se encuentra midiendo el voltaje a través de una resistencia de detección de corriente (o "resistencia de carga"). El devanado secundario tiene una resistencia de carga para establecer la escala actual. Las propiedades de un transformador ofrecen muchas ventajas. El transformador de corriente rechaza voltajes de modo común, por lo que se puede realizar una medición precisa de voltaje de un solo extremo en un secundario conectado a tierra. La resistencia efectiva en serie del devanado primario la establece la resistencia de carga en el devanado secundario y la relación de vueltas del transformador , donde: .
El núcleo de algunos transformadores de corriente está dividido y articulado; se abre y se engancha alrededor del cable a detectar y luego se cierra, por lo que no es necesario liberar un extremo del conductor y pasarlo por el núcleo.
Otro diseño con clip es la bobina de Rogowski . Es una bobina magnéticamente equilibrada que mide la corriente evaluando electrónicamente la integral de línea alrededor de una corriente.
Las sondas de corriente pasivas de alta frecuencia y pequeña señal suelen tener un rango de frecuencia de varios kilohercios a más de 100 MHz. El Tektronix P6022 tiene un rango de 935 Hz a 200 MHz. (Tektronix 1983, pág. 435)
Los transformadores no se pueden utilizar para sondear corrientes continuas (CC).
Algunos diseños de sondas de CC utilizan las propiedades no lineales de un material magnético para medir CC.
Otras sondas de corriente utilizan sensores de efecto Hall para medir el campo magnético alrededor de un cable producido por una corriente eléctrica a través del cable sin necesidad de interrumpir el circuito para colocar la sonda. Están disponibles tanto para voltímetros como para osciloscopios. La mayoría de las sondas actuales son autónomas y obtienen energía de una batería o del instrumento, pero algunas requieren el uso de una unidad amplificadora externa. (Ver también: Pinza amperimétrica )
Las sondas de corriente más avanzadas combinan un sensor de efecto Hall con un transformador de corriente. El sensor de efecto Hall mide los componentes de CC y de baja frecuencia de la señal y el transformador de corriente mide los componentes de alta frecuencia. Estas señales se combinan en el circuito amplificador para producir una señal de banda ancha que se extiende desde CC hasta más de 50 MHz. (Wedlock & Roberge 1969, p. 154) La combinación de sonda de corriente Tektronix A6302 y amplificador AM503 es un ejemplo de dicho sistema. (Tektronix 1983, p. 375) (Tektronix 1998, p. 571)
Las sondas de campo cercano permiten medir un campo electromagnético . Se utilizan habitualmente para medir el ruido eléctrico y otras radiaciones electromagnéticas indeseables del DUT, aunque también se pueden utilizar para espiar el funcionamiento del DUT sin introducir mucha carga en los circuitos.
Comúnmente están conectados a analizadores de espectro .
Las sondas de temperatura se utilizan para realizar mediciones por contacto de las temperaturas de las superficies. Emplean un sensor de temperatura como un termistor , termopar o RTD , para producir un voltaje que varía con la temperatura. En el caso de las sondas termistor y RTD, el sensor debe ser estimulado eléctricamente para producir un voltaje, mientras que las sondas de termopar no requieren estimulación porque un termopar producirá de forma independiente un voltaje de salida.
A veces se pueden utilizar voltímetros para medir sondas de temperatura, pero esta tarea generalmente se delega a instrumentos especializados que estimularán el sensor de la sonda (si es necesario), medirán el voltaje de salida de la sonda y convertirán el voltaje a unidades de temperatura.
Para medir o visualizar la forma de onda moduladora de una señal modulada de alta frecuencia (por ejemplo, una señal de radio de amplitud modulada ), se puede utilizar una sonda equipada con un demodulador de diodo simple. La sonda generará la forma de onda moduladora sin la portadora de alta frecuencia .
Se utiliza una sonda lógica para observar señales digitales .
si R1 es igual a 450 Ω, se obtiene una atenuación 10x y una resistencia de entrada de 500 Ω. R1 de 4950Ω provoca una atenuación de 100x con una resistencia de entrada de 5k. La línea de 50Ω constituye teóricamente un entorno de transmisión sin distorsión. La aparente simplicidad aparentemente permite una construcción "hágalo usted mismo", pero las figuras restantes de esta sección demuestran la necesidad de precaución.
