테스트 프로브

시험 프로브는 전자 시험 장비를 시험 대상 장치(DUT)에 연결하는 데 사용되는 물리적 장치다.테스트 프로브는 매우 간단하고 강력한 장치에서부터 정교하고 비싸고 연약한 복잡한 프로브에 이르기까지 다양하다.특정 유형에는 테스트 프로브, 오실로스코프 프로브 및 전류 프로브가 포함된다.시험 프로브는 종종 시험 리드로 제공되며, 여기에는 프로브, 케이블 및 종단 커넥터가 포함된다.

전압

전압 프로브는 DUT에 존재하는 전압을 측정하는 데 사용된다.높은 정확도를 달성하기 위해 시험 기기와 그 프로브는 측정되는 전압에 유의한 영향을 주지 않아야 한다.이는 계측기와 프로브의 조합이 DUT를 로드하지 않는 충분히 높은 임피던스를 나타내도록 함으로써 달성된다.AC 측정의 경우 저항성보다 임피던스의 반응성 성분이 더 중요할 수 있다.

간단한 테스트 리드

일반적인 전압계 프로브는 전압계에 맞는 커넥터가 한쪽 끝에 있는 단일 와이어 테스트 리드와 핸들 및 프로브 본체를 모두 구성하는 강체 관형 플라스틱 섹션으로 구성된다.핸들은 사람이 (전기 회로의 일부가 됨으로써) 측정에 영향을 주거나 감전을 일으킬 수 있는 위험한 전압에 노출되지 않고 프로브를 잡고 안내할 수 있도록 한다.프로브 본체 내에서 와이어는 DUT와 접촉하는 견고하고 뾰족한 금속 팁에 연결된다.일부 프로브에서는 끝에 악어 클립을 부착할 수 있으므로 프로브를 DUT에 부착할 수 있으므로 제자리에 고정할 필요가 없다.

시험 리드는 보통 몇 암페어의 전류를 전도하기에 충분한 와이어 게이지로, 그들을 유연하게 유지하기 위해 미세하게 좌초된 와이어로 만들어진다.절연재는 유연하고 고장 전압이 전압계의 최대 입력 전압보다 높도록 선택된다.가는 가닥이 많고 단열재가 두꺼워 일반 훅업 와이어보다 와이어가 두껍다.

두 개의 프로브를 함께 사용하여 저항기와 캐패시터와 같은 전압, 전류 및 2단자 구성요소를 측정한다.DC 측정을 할 때는 어떤 프로브가 양이고 어느 프로브가 음인지 알아야 하기 때문에 관례에 의해 프로브는 양의 경우 빨간색, 음의 경우 검은색으로 칠해져 있다.필요한 정확도에 따라 DC에서 몇 킬로헤르츠까지의 신호 주파수와 함께 사용할 수 있다.

민감한 측정을 수행해야 할 경우(예: 매우 낮은 전압 또는 매우 낮거나 매우 높은 저항) 실드, 가드 및 4단자 켈빈 감지(측정 전류를 전달하고 전압을 감지하기 위해 별도의 리드를 사용)와 같은 기법을 사용한다.

핀셋 프로브

핀셋 프로브는 핀 사이의 전압 또는 기타 전자 회로 파라미터를 측정하기 위해 핀셋 메커니즘에 고정된 한 쌍의 간단한 프로브다.

포고 핀

스프링 프로브(예: "포고 핀")는 전기 시험 설비에 사용되는 스프링 장착 핀으로 DUT(Device Under Test)의 시험 지점, 구성 요소 리드 및 기타 전도성 기능에 접촉한다.이러한 프로브는 대개 프로브 소켓에 압입되어 있어 수십 년 동안 사용 가능한 시험 고정장치를 쉽게 교체할 수 있으며, 자동 시험 장비에서 수천 개의 DUT를 시험한다.

오실로스코프 프로브

오실로스코프는 비교적 안정적인 수량의 수치 값을 제공하는 다른 계측기와는 달리 전기량이 다양한 순간 파형을 보여준다.

스코프 프로브는 패시브와 액티브의 두 가지 주요 범주로 나뉜다.패시브 스코프 프로브에는 트랜지스터와 같은 활성 전자 부품이 없으므로 외부 전원이 필요하지 않다.

관련 주파수가 높기 때문에 오실로스코프는 일반적으로 DUT에 연결하기 위해 단순한 와이어("날아가는 리드")를 사용하지 않는다.플라잉 리드는 간섭을 포착할 가능성이 높기 때문에 저수준 신호에는 적합하지 않다.더욱이 비행 리드의 인덕턴스는 고주파 신호에 적합하지 않다.대신 특정 스코프 프로브가 사용되며, 동축 케이블을 사용하여 프로브 끝에서 오실로스코프로 신호를 전송한다.이 케이블은 외부 전자기파 간섭으로부터 신호를 보호해 저준위 신호의 정확도를 향상시키고 비행 리드보다 인덕턴스가 낮아 고주파 신호의 경우 프로브의 정확도가 높다는 두 가지 장점이 있다.

동축 케이블은 플라잉 리드보다 인덕턴스가 낮지만 캐패시턴스가 더 높다. 일반적인 50옴 케이블은 미터당 약 90pF이다.따라서 1m의 높은 임피던스 직접(1×) 동축 프로브는 약 110 pF의 캐패시턴스와 1 mghm의 저항으로 회로를 부하할 수 있다.

오실로스코프 프로브는 주파수 한계, 진폭 응답이 3dB 감소된 경우 및/또는 상승 ${\displaystyle {시간}_{}}$ t r {\displaystyle $t_{r}$에 의해 특징지어진다$.$이는 (원형 수치로)와 관련이 있다.

${\displaystyle f_{3dB}=0.35/t_{r}}$

따라서 50 MHz 프로브의 상승 시간은 7 ns이다.오실로스코프와 프로브의 조합에 대한 응답은 다음과 같다.

${\displaystyle t_{r}(수치)={\sqrt {t_{r}(iii)^{2}+t_{r}(iiii)^{2}}}}$

예를 들어 50 MHz 스코프를 공급하는 50 MHz 프로브는 35 MHz 시스템을 제공할 것이다.따라서 전체 시스템 응답에 미치는 영향을 최소화하기 위해 주파수 제한이 높은 프로브를 사용하는 것이 유리하다.

패시브 프로브

로드를 최소화하기 위해 감쇠기 프로브(예: 10× 프로브)를 사용한다.일반적인 프로브는 저값 캐패시터에 의해 휘어지는 9메고옴 시리즈 저항을 사용하여 케이블 캐패시턴스와 스코프 입력이 있는 RC 보정 디비더를 만든다.RC 시간 상수는 일치하도록 조정된다.예를 들어, 9 메고옴 시리즈 저항기는 시간 상수 110마이크로초 동안 12.2 pF 캐패시터에 의해 떨린다.20pF(총 캐패시턴스 110pF)의 스코프 입력과 병렬로 90pF(총 캐패시턴스 110pF)의 케이블 캐패시턴스도 110마이크로초의 시간 상수를 제공한다.실제로 운용자가 저주파 시간 상수(프로브 보정이라고 함)를 정확하게 일치시킬 수 있도록 조정이 있을 것이다.시간 상수를 일치시키면 감쇠가 주파수와 무관하게 된다.낮은 주파수(R의 저항이 C의 리액턴스보다 훨씬 적은 경우)에서 회로는 저항성 디바이다. 높은 주파수(리액턴스보다 훨씬 큰 저항성)에서 회로는 용량성 디바이다.^[1]

그 결과, 12 pF에 의해 약 10 moghm의 부하를 나타내는 보통 주파수에 대한 주파수 보정 프로브가 나왔다.이러한 프로브는 개선되지만, 시간 척도가 여러 케이블 전송 시간(전송 시간은 일반적으로 5ns)으로 줄어들면 작동하지 않는다.그 시간 프레임에서 케이블은 특징적인 임피던스처럼 보이며, 스코프 입력과 링잉을 유발하는 프로브에서 송신선 불일치로부터의 반사가 있을 것이다.^[2]현대의 스코프 프로브는 손실성이 낮은 캐패시턴스 전송선과 정교한 주파수 형광 네트워크를 사용하여 10× 프로브가 수백 MHz에서 잘 작동하도록 한다.따라서 보상을 완료하기 위한 다른 조정사항이 있다.^[3][4][5]

직접 연결된 테스트 프로브(일명 1× 프로브)는 테스트 대상 회로에서 원하지 않는 리드 캐패시턴스를 배치한다.일반적인 동축 케이블의 경우 로딩은 미터당 100pF(일반적인 테스트 리드의 길이)의 순서다.

감쇠기 프로브는 감쇠기로 용량성 로드를 최소화하지만 계측기로 전달되는 신호의 크기를 줄인다.감쇠기가 10배면 용량 부하가 약 10배 감소한다.감쇠기는 관심 주파수의 전체 범위에 걸쳐 정확한 비율을 가져야 한다. 계측기의 입력 임피던스는 감쇠기의 일부가 된다.저항성 분열기가 있는 DC 감쇠기는 관심 범위에 걸쳐 주파수 응답을 예측할 수 있도록 캐패시터로 보완된다.^[6]

RC 시간 상수 매칭 방법은 차폐 케이블의 전송 시간이 관심의 시간 척도보다 훨씬 적은 한 작동한다.이는 차폐 케이블을 인덕터가 아닌 덩어리형 콘덴서로 볼 수 있다는 것을 의미한다.1m 케이블의 운송 시간은 약 5ns이다.결과적으로, 이러한 탐침은 몇 MHz까지 작동할 것이지만, 그 후에 전송선 효과는 문제를 일으킨다.

고주파에서는 프로브 임피던스가 낮을 것이다.^[7]

가장 일반적인 디자인은 프로브 팁과 직렬로 9메고옴 저항을 삽입한다.그런 다음 신호는 캐패시턴스와 링잉을 최소화하도록 설계된 특수 손실 동축 케이블을 통해 프로브 헤드에서 오실로스코프로 전송된다.이 케이블의 발명은 Tektronix에서 일하는 엔지니어인 John Kobbe가 추적한^[8] 것이다.저항기는 케이블 캐패시턴스가 DUT에 가해지는 부하를 최소화하기 위한 역할을 한다.오실로스코프의 일반적인 1메고옴 입력 임피던스와 직렬로 직렬로, 9메고옴 저항기는 10배의 전압 분할기를 생성하므로 일반적으로 그러한 프로브를 저캡(acitance) 프로브 또는 10× 프로브 중 하나로 알려져 있으며, 종종 곱셈 부호 대신 X 또는 x 문자로 인쇄되며, 보통 "a-time-ten 프로브"라고 한다.

오실로스코프 입력에는 1메고옴 저항과 병렬로 일부 기생 캐패시턴스가 있기 때문에 9메고옴 저항도 콘덴서에 의해 우회하여 '스코프의 기생 캐패시턴스로 심각한 RC 로우패스 필터를 형성하지 않도록 해야 한다.바이패스 캐패시턴스의 양은 오실로스코프의 입력 캐패시턴스와 세심하게 일치시켜 캐패시터도 10배의 전압 분배기를 형성하도록 해야 한다.이러한 방식으로 프로브는 DC(저항기에 의해 제공되는 감쇠 포함)에서 매우 높은 AC 주파수(캐패시터에 의해 제공되는 감쇠 포함)까지 균일한 10배의 감쇠를 제공한다.

과거에는 프로브 헤드의 바이패스 커패시터를 조절할 수 있었다(이 10배 감쇠 달성).보다 현대적인 프로브 설계에서는 헤드에서 레이저로 조정한 두께 필름 전자 회로를 사용하여 9메고옴 저항기와 고정 값 바이패스 캐패시터를 결합한 다음 오실로스코프의 입력 캐패시턴스와 병렬로 조정 가능한 소형 캐패시터를 배치한다.어느 쪽이든 프로브는 모든 주파수에서 균일한 감쇠를 제공하도록 조정해야 한다.이를 프로브 보정이라고 한다.보정은 보통 오실로스코프에 가장 많은 사각파형이 표시될 때까지 1kHz 사각파를 프로빙하고 보정 캐패시터를 조정하여 이루어진다.프로브 보상은 10:1 프로브를 오실로스코프 입력에 부착할 때마다 이루어져야 하므로 대부분의 오실로스코프는 전면 패널에 1kHz 교정 소스를 가지고 있다.더 새롭고 빠른 프로브는 더 복잡한 보상 체계를 가지고 있으며 때때로 추가 조정이 필요할 수 있다.

100배 패시브 프로브도 사용할 수 있으며, 매우 높은 전압(최대 25 kV)에서 사용하도록 특수화된 설계도 있다.

패시브 프로브는 보통 BNC 커넥터를 사용하여 오실로스코프에 연결된다.대부분의 10× 프로브는 DUT의 약 10-15 pF와 10 moghm의 부하에 해당하며, 100× 프로브는 일반적으로 100 moghm 부하와 더 작은 캐패시턴스를 나타내며, 따라서 회로 부하를 적게 한다.

Lo Z 프로브

Z₀ 프로브는 저임피던스, 고주파 회로에 사용되는 특수형 저역 캐패시턴스 패시브 프로브다.그것들은 10배의 패시브 프로브와 설계는 비슷하지만 임피던스 레벨은 훨씬 낮다.프로브 케이블은 일반적으로 50옴의 특성 임피던스를 가지며, 일치된 50옴(1메가옴이 아닌) 입력 임피던스로 오실로스코프에 연결된다.고임피던스 스코프 프로브는 기존의 1메고옴 오실로스코프용으로 설계되었지만 1메고옴 입력 임피던스는 저주파일 뿐이며, 입력 임피던스는 프로브의 대역폭에서 1메고옴이 아니라 주파수에 따라 감소한다.예를 들어, Tektronix P6139A 입력 임피던스는 10kHz 이상으로 떨어지기 시작하고 100MHz에서 약 100옴이다.^[9]고주파 신호에는 다른 프로브 기법이 필요하다.

고주파 오실로스코프는 입력에서 일치하는 부하(보통 50옴)를 표시하여 스코프의 반사를 최소화한다.일치하는 50옴 전송 라인을 사용하여 프로빙하면 고주파 성능을 제공하지만 대부분의 회로에 과도하게 부하가 가해질 수 있다.부하를 최소화하기 위해 감쇠기(저항 분열기)를 사용할 수 있다.팁에서 이 프로브는 450옴(10× 감쇠의 경우) 또는 950옴(20× 감쇠의 경우) 직렬 저항을 사용한다.^[10][11]Tektronix는 450옴 시리즈 저항기를 가진 9GHz 대역폭의 10배 분량 프로브를 판매한다.^{[12][failed verification]}50옴 전송 라인은 순수 저항 부하를 나타내기 때문에 이러한 프로브를 저항성 칸막이 프로브라고도 한다.

Z₀ 이름은 오실로스코프와 케이블의 특성 임피던스를 가리킨다.일치하는 임피던스는 일치하지 않는 패시브 프로브가 달성할 수 있는 것보다 더 나은 고주파 성능을 제공하지만 프로브 팁이 DUT에 제공하는 500옴의 낮은 부하를 희생한다.프로브 팁의 기생 캐패시턴스는 매우 낮기 때문에 고주파 신호의 경우₀, Z 프로브는 그 어떤 Hi-Z 프로브보다 낮은 로드를 제공할 수 있고 심지어 많은 활성 프로브보다 더 낮은 로드를 제공할 수 있다.^[13]

원칙적으로 이 유형의 프로브는 어떤 주파수에서도 사용할 수 있지만 DC 및 저주파 회로에서는 프로브의 낮은 500 또는 1000Ω 프로브 임피던스에 의해 허용할 수 없이 로드되는 높은 임피던스를 갖는 경우가 많다.기생충 임피던스는 고주파 회로를 저임피던스에서 작동하도록 제한하므로 프로브 임피던스는 문제가 적다.

액티브 스코프 프로브

액티브 스코프 프로브는 프로브 헤드에 장착된 고임피던스 고주파 증폭기와 스크리닝된 리드를 사용한다.앰프의 목적은 게인이 아니라 테스트 대상 회로와 오실로스코프 및 케이블 사이의 격리(버퍼링), 낮은 캐패시턴스와 높은 DC 저항만으로 회로를 로드하고 오실로스코프 입력을 일치시키는 것이다.액티브 프로브는 일반적으로 테스트 대상 회로에 의해 1메고옴 저항과 병렬로 1피코파라드 이하의 캐패시턴스로 나타난다.프로브는 오실로스코프 입력의 특성 임피던스와 일치하는 케이블로 오실로스코프에 연결된다.튜브 기반 액티브 프로브는 고주파 고체 상태의 전자 장치가 등장하기 전에 소형 진공관을 음극형 추종기 증폭기로 사용하였다.

액티브 프로브에는 여러 단점이 있어 모든 용도에 대해 패시브 프로브를 교체할 수 없다.

• 그것들은 패시브 프로브보다 몇 배 더 비싸다.
• 전원 공급 장치에는 전원이 필요하지만 일반적으로 오실로스코프에서 공급된다.
• 이들의 동적 범위는 제한적이며 때로는 3~5V까지 낮으며 신호나 정전기 방전으로 과전압에 의해 손상될 수 있다.

많은 액티브 프로브를 사용하면 사용자가 과도한 DC 레벨의 전압을 측정할 수 있도록 오프셋 전압을 도입할 수 있다.총 동적 범위는 여전히 제한적이지만 사용자는 중심점을 조정하여 예를 들어 0~5V 범위의 전압을 -2.5 ~ +2.5보다 측정할 수 있다.

고유의 저전압 정격 때문에 운전자의 안전을 위해 고전압 절연을 제공할 필요가 거의 없다.이를 통해 액티브 프로브의 헤드는 극히 작아서 현대적인 고밀도 전자 회로와 함께 사용하기 매우 편리하다.

패시브 프로브와 중간 정도의 액티브 프로브 설계는 윌리엄스의 애플리케이션 노트에 설명되어 있다.^[14]

Tektronix P6201은 초기 DC ~ 900 MHz 액티브 FET 프로브다.^[15]

최신 디지털 스코프는 사용자가 50GS/s, 20GHz 성능을 얻기 위해 DUT에 프리앰프를 납땜해야 한다.^[16]

차동 프로브

차동 프로브는 차동 신호 획득에 최적화되어 있다.공통 모드 제거비(CMRR)를 최대화하기 위해 차동 프로브는 전체 감쇠, 주파수 응답 및 시간 지연에서 일치하는 가능한 거의 동일한 두 개의 신호 경로를 제공해야 한다.

과거에는 신호 경로가 2개인 패시브 프로브를 설계하여 오실로스코프 또는 그 근처에 차동 증폭기 단계가 필요했다.(진공 튜브를 사용하여 다소 불룩한 프로브 헤드에 디퍼렌셜 앰프를 장착한 초기 프로브).솔리드 스테이트 전자제품의 발달로, 차동 증폭기를 프로브 헤드 안에 직접 넣어 신호 경로의 나머지 부분에 대한 요건을 크게 완화하는 것이 실용화되었다(지금은 차동보다는 단일 엔드가 되고 신호 경로의 파라미터를 일치시킬 필요가 없어졌기 때문이다).현대식 차동 프로브에는 일반적으로 두 개의 금속 익스텐션이 있으며, 이 익스텐션은 작업자가 DUT의 적절한 두 지점을 동시에 터치하도록 조정할 수 있다.따라서 매우 높은 CMRR이 가능하다.

추가 프로브 기능

모든 스코프 프로브에는 프로브를 회로의 기준 전압에 접지(접지)하는 기능이 있다.이것은 보통 프로브 헤드에서 지면으로 매우 짧은 돼지꼬리 와이어를 연결함으로써 이루어진다.접지선의 인덕턴스는 관측된 신호의 왜곡을 초래할 수 있으므로 이 와이어는 가능한 짧게 유지된다.어떤 프로브들은 접지 링크가 10mm만큼 짧을 수 있도록 어떤 와이어 대신 작은 접지 발을 사용한다.

대부분의 프로브에서는 다양한 "팁"을 설치할 수 있다.뾰족한 끝이 가장 일반적이지만 시험 지점에 고정할 수 있는 후크 팁을 가진 시이저 프로브나 "테스트 후크"도 흔히 사용된다.작은 플라스틱 절연 발이 끼워져 있는 팁은 매우 미세한 피치 집적회로를 더 쉽게 탐색을 할 수 있다. 탐침은 IC 리드의 피치와 결합하여 사용자의 손이 흔들리지 않도록 탐침을 안정화시켜 원하는 핀의 접촉을 유지하는데 도움을 준다.다양한 스타일의 발은 IC 리드의 다양한 피치를 수용한다.다른 기기용 프로브에도 다양한 유형의 팁을 사용할 수 있다.

일부 프로브에는 푸시 버튼이 있다.버튼을 누르면 신호가 분리되거나(그리고 접지 신호가 '스코프'로 전송됨) '스코프가 다른 방식으로 추적을 식별하게 된다.이 기능은 둘 이상의 프로브를 동시에 사용할 때 매우 유용하다. 사용자가 '스코프 스크린'에서 프로브와 트레이스를 상호 연관시킬 수 있기 때문이다.

일부 프로브 설계에는 BNC를 둘러싼 추가 핀이 있거나 BNC보다 더 복잡한 커넥터를 사용한다.이러한 추가 연결을 통해 프로브는 오실로스코프에 감쇠 계수(10×, 100×, 기타)를 알릴 수 있다.그런 다음 오실로스코프는 프로브에 의해 발생하는 감쇠 및 기타 요소를 자동으로 고려하도록 사용자 디스플레이를 조정할 수 있다.이러한 여분의 핀은 액티브 프로브에 전원을 공급하는데도 사용될 수 있다.

일부 ×10 프로브에는 "×1/×10" 스위치가 있다."×1" 위치는 감쇠기와 보정 네트워크를 우회하며, ×10으로 감쇠할 경우 스코프의 감도 한계치 이하인 매우 작은 신호로 작업할 때 사용할 수 있다.

상호 호환성

표준화된 설계 때문에 어느 제조사의 패시브 프로브(Z₀ 프로브 포함)도 보통 오실로스코프와 함께 사용할 수 있다(자동 판독 조정과 같은 특수 기능은 작동하지 않을 수 있다).전압 분배기가 있는 패시브 프로브는 특정 스코프와 호환되지 않을 수 있다.보정 조정 캐패시터는 오실로스코프 입력 캐패시턴스 값의 일부 범위에 대해서만 보정을 허용한다.프로브 보정 범위는 오실로스코프 입력 캐패시턴스와 호환되어야 한다.

한편, 액티브 프로브는 전력 요구사항, 오프셋 전압 제어 등으로 인해 거의 항상 벤더별로 다르다.프로브 제조업체는 때때로 오실로스코프와 함께 프로브를 사용할 수 있는 외부 앰프 또는 플러그인 AC 전원 어댑터를 제공한다.

고전압 프로브

고전압 프로브를 사용하면 일반 전압계가 측정하기에 너무 높거나 파괴적인 전압을 측정할 수 있다.이것은 프로브 본체 내의 정밀 전압 분배 회로로 입력 전압을 안전하고 측정할 수 있는 수준으로 감소시킴으로써 이 기능을 수행한다.

최대 100kV를 위한 프로브는 일반적으로 회로 부하를 최소화하기 위해 수백 또는 수천 메가옴의 입력 저항을 가진 저항 전압 분배기를 사용한다.높은 선형성과 정확도는 프로브의 작동 온도에 걸쳐 일관되고 정밀한 칸막이 비율을 유지하는 일치된 세트에서 전압 계수가 극히 낮은 저항을 사용하여 달성된다.전압계에는 프로브의 칸막이 비율을 효과적으로 변화시키는 입력 저항과 RC 회로를 형성하기 위한 프로브의 저항과 결합되는 기생 캐패시턴스가 있다. 이러한 저항은 압축되지 않은 채로 두면 DC와 AC의 정확도를 각각 쉽게 감소시킬 수 있다.이러한 효과를 완화하기 위해 전압 분할 프로브에는 일반적으로 주파수 응답을 개선하고 다른 미터 부하에 대해 보정할 수 있는 추가 구성 요소가 포함된다.

더 큰 물리적 크기와 다른 기계적 특징(예: 코로나 링)이 핸드헬드 프로브로서 사용을 금지하지만 콘덴서 칸막이 프로브를 사용하여 더 높은 전압을 측정할 수 있다.

전류 프로브

전류 프로브는 측정되는 회로에서 전류에 비례하는 전압을 발생시킨다. 비례 상수가 알려져 있듯이 전압에 반응하는 계측기는 전류를 표시하도록 교정할 수 있다.전류 프로브는 계측기와 오실로스코프 모두 사용할 수 있다.

샘플링 저항기

고전류 프로브는 전류의 경로에 삽입된 저평가 저항기("샘플링 저항기" 또는 "전류 분로")이다.전류는 저항기의 전압 강하를 측정하고 옴의 법칙을 사용하여 결정된다. (웨드록&로버지 1969, 페이지 152).샘플링 저항은 회로 작동에 큰 영향을 미치지 않을 정도로 작아야 하지만 양호한 판독값을 제공할 수 있을 정도로 커야 한다.이 방법은 AC 및 DC 측정에 모두 유효하다.이 방법의 단점은 션트를 도입하기 위해 회로를 끊어야 한다는 것이다.또 다른 문제는 공통 모드 전압이 존재할 때 분로 전체의 전압을 측정하는 것이다. 차동 전압 측정이 필요하다.

교류 프로브

교류는 변압기를 사용할 수 있어 상대적으로 측정이 쉽다.전류 변압기는 일반적으로 교류 전류 측정에 사용된다.측정할 전류는 1차 권선을 통해 강제적으로(흔히 한 바퀴 회전)되며, 2차 권선을 통과하는 전류 감지 저항기(또는 "부담 저항기")의 전압을 측정하여 2차 권선을 통한 전류를 찾는다.2차 권선은 전류 스케일을 설정하기 위한 부담 저항기를 가지고 있다.변압기의 특성은 많은 이점을 제공한다.전류 변압기는 공통 모드 전압을 거부하므로 접지된 이차에서 정확한 단일 엔드 전압 측정이 가능하다.1차 권선의 유효$$ 직렬 저항 ${\displaystyle R_{}}$ $s {\$ $R}$에 대한 부담 저항기에 의해 설정되며$$, 변압기는 2차 권선 $R{\displaystyle }$ ${\displaystyle$ R}에 대한 부담 저항값 $N{\displaystyle }$ ${\displaysty N}$에 의해 설정된다$.$ 여기서: ${\displaystyle R_{}}$ s${\displaystyle {}_{}}$= ${\displaystyle R}$/ ${\displaystyle N{}^{}}$ ${\displaystyle {2\mathrm{}}^{}}$ ${\$

일부 전류 변압기의 코어는 분리되어 경첩되어 있으며, 감지할 와이어 주위로 열려서 고정시킨 다음 도체의 한쪽 끝을 자유롭게 하여 코어를 통과할 필요가 없다.

또 다른 클립온 디자인은 로고스키 코일이다.전류를 중심으로 적분된 선을 전자적으로 평가해 전류를 측정하는 자석 균형 코일이다.

고주파, 소신호, 패시브 전류 프로브는 일반적으로 몇 킬로헤르츠에서 100 MHz 이상의 주파수 범위를 가진다.Tektronix P6022의 범위는 935Hz ~ 200MHz이다(Tektronix 1983, 페이지 435).

직류 프로브

변압기는 직류(DC) 탐사에 사용할 수 없다.

일부 DC 프로브 설계에서는 DC를 측정하기 위해 자성 물질의 비선형 특성을 사용한다.

다른 전류 프로브는 홀 효과 센서를 사용하여 프로브를 맞추기 위해 회로를 차단할 필요 없이 와이어를 통해 전류를 통해 생성된 와이어 주위의 자기장을 측정한다.전압계와 오실로스코프 모두에 사용할 수 있다.대부분의 전류 프로브는 배터리나 계측기에서 나오는 자체 내장형 그리기 전력이지만, 일부 전류 프로브는 외부 앰프 유닛을 사용해야 한다.(참조 항목: 클램프

하이브리드 AC/DC 전류 프로브

보다 진보된 전류 프로브는 홀 효과 센서와 전류 변압기를 결합한다.홀 효과 센서는 신호의 DC 및 저주파 성분을 측정하고 전류 변압기는 고주파 성분을 측정한다.이 신호들은 증폭기 회로에 결합되어 DC에서 50 MHz 이상으로 확장되는 광대역 신호를 산출한다.(웨드록&로버지 1969, 페이지 154) Tektronix A6302 전류 프로브와 AM503 앰프 조합은 그러한 시스템의 한 예다.(텍트로닉스 1983, 페이지 375) (텍트로닉스 1998, 페이지 571)

근거리 탐침

근거리 탐침은 전자기장을 측정할 수 있다.그것들은 일반적으로 DUT에서 발생하는 전기 소음과 기타 바람직하지 않은 전자기 방사선을 측정하는데 사용되지만 회로에 많은 부하를 가하지 않고도 DUT의 작동을 감시하는데 사용될 수 있다.

그것들은 일반적으로 스펙트럼 분석기와 연결되어 있다.

온도 탐침

온도 탐침은 표면 온도의 접촉 측정에 사용된다.서미스터, 열전대 또는 RTD와 같은 온도 센서를 사용하여 온도에 따라 다른 전압을 생성한다.서미스터와 RTD 프로브의 경우, 센서를 전기적으로 자극하여 전압을 생성해야 하는 반면, 열전쌍 프로브는 독립적으로 출력 전압을 생성하기 때문에 자극이 필요하지 않다.

전압계를 사용하여 온도 프로브를 측정할 수도 있지만, 이 작업은 보통 프로브의 센서(필요한 경우)를 자극하고 프로브의 출력 전압을 측정하며 전압을 온도 단위로 변환하는 특수 계측기에 위임된다.

디모듈레이터 프로브

변조된 고주파 신호(예: 진폭 변조 무선 신호)의 변조 파형을 측정하거나 표시하기 위해 간단한 다이오드 감속기가 장착된 프로브를 사용할 수 있다.프로브는 고주파 반송파 없이 변조 파형을 출력한다.

참고 항목

• 플라즈마의 전위 및 전자 온도 및 밀도를 측정하는 데 사용되는 Langmuir 프로브

로직 프로브

로직 프로브는 디지털 신호를 관찰하는 데 사용된다.

참조

• Tektronix (1983), Tek Products, Tektronix
• Tektronix (1998), Measurement Products Catalog 1998/1999, Tektronix
• Williams, Jim (August 1991), High Speed Amplifier Techniques: A Designer's Companion for Wideband Circuitry (PDF), Application Note, Linear Technology, AN-47

외부 링크

• 프로브 프라이머 테크트로닉스 ABC
• 키라이트로부터 오실로스코프 프로브 및 액세서리(PDF, 6.69MB),