Vì đặc trưng tín hiệu cần đo (điện áp, dòng điện, tần số...) là rất đa dạng, ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo và cũng bởi vì vấn đề giá thành chế tạo que đo (probe) cho nên cũng có rất nhiều kiểu loại que đo khác nhau ứng với: dải tần đo, mức điện áp cần đo, mức độ chính xác cần đo. Và về mặt phân loại chung thì có 2 kiểu que đo ứng với 2 như cầu ứng dụng là: kiểu que đo thụ động (passive probe) và kiểu que đo tích cực (active probe); Trong đó, kiểu que đo tích cực (passive) là loại thông dụng, giá hạ, dễ chế tạo do yêu cầu độ chính xác không quá cao, nên loại que đo này thường là phụ kiện mặc định đi kèm theo với máy đo Oscilloscope, còn loại que đo tích cực (active) thì tạo ra độ chính xác rất cao và ít gây ảnh hưởng đến mạch đích được đo, cho nên nó thường chỉ là phần tuỳ chọn cho mua thêm nếu có nhu cầu khi bạn mua các máy hiện sóng. Trên thực tế que đo hoạt động như một tải ở điểm kiểm tra, cho nên thường giá trị điện trở của nó càng lớn thì nó càng ít gây ảnh hưởng tới hệ thống được đo và do đó kết quả đo trung thực hơn.

Bạn xem hình mô tả thí dụ của 02 kiểu que đo thụ động và tích cực như sau đây:

Que đo tích cực (Active probes)	Que đo thụ động (Passive probes)
Thời gian sườn lên của tín hiệu rất nhỏ => Thể hiện độ nhạy rất cao, hiệu quả cho đo ở dải tần số cao (300MHz trở lên).	Thời gian sườn lên của tín hiệu khá lớn => Thể hiện độ nhạy kém, phù hợp với đo ở dải tần số thấp (dưới 300MHz), ít nhiễu cao tần.

Que đo (Probe) của máy hiện sóng OWON


Specification - Đặc điểm kỹ thuật:

OWON Model

PDS, MSO

PDS, MSO

PDS, MSO

PDS, MSO

PDS,  MSO

PDS, MSO

PDS, MSO

PDS, MSO

PDS, MSO

PDS, MSO

PDS, MSO

PDS, MSO

PDS, MSO

PDS, MSO

Part No.

P6060

P6100

P4060

P4100

P4250

P5020

P5060

P5100

P5200

P2300

P2500

P5101

P5102

P5104

Bandwidth

60M

100M

60M

100M

250M

20M

60M

100M

200M

300M

500M

20M

20M

20M

Attenuation

10:1

10:1

100:1

100:1

100:1

100:1

100:1

100:1

100:1

100:1

100:1

1000:1

1000:1

1000:1

Voltage

600V

600V

2000V

2000V

2500V

6000V

6000V

6000V

6000V

5000V

5000V

10KV

20KV

40KV

  -  Về cơ bản, que đo (probe) là: cần cung cấp một kết nối có chất lượng cao giữa nguồn tín hiệu được đo với đầu vào của máy hiện sóng (Oscilloscope). Ý tưởng tạo ra probe chính là tạo ra một kết nối vật lý dễ dàng và tiện dụng, và tín hiệu hoàn toàn trung thực như tải nguồn tín hiệu bằng không và hoàn toàn không bị tác động bởi nhiễu.

  -  Đối với các bo mạch nhỏ như là kiểu công nghệ dán độ nhạy cao (High-density SMT board) thì thường người ta sẽ cần các que đo đặc biệt có phần đầu phụ gắn thêm vào que đo để triệt tiêu hoặc giảm thiểu mức độ ảnh hưởng của que đo đối với mạch nguồn cần đo cũng như là kết quả đo được. Loại que đo đó chính là các que đo tích cực (active probe). Ngoài ra, với các ứng dụng đo điện áp cao, nhất là trong công nghiệp hoặc lưới điện cao áp thì người ra cũng phải cần đến các que đo có kích thước lớn hơn để đảm bảo độ an toàn và đo được.

  -  Các Oscilloscope cũng có các kiểu kết nối đầu vào và trở kháng đầu vào khác nhau. Thí dụ như hầu hết các Scope đều dùng một kết nối đầu vào kiểu BNC đơn giản; trong khi những cái khác lại có thể sử dụng các kiểu kết nối đầu vào SMA. Nói chung có nhiều loại khác nữa.

  -  Nhiệm vụ của probe là mang toàn bộ, chính xác tín hiệu ở đầu của que đo, không làm thay đổi nó khi cấp tới đầu vào của Oscilloscope. Điều này không thể đạt được trong thực tế, cho nên các nhà thiết kế đã nhấn mạnh đến trị số khuếch đại nhỏ nhất và dải tần lớn nhất mà nó sẽ truyền đi tuyến tính với tần số và điện áp được đo.

  -  Để đo lường khuếch đại chính xác thì băng thông của hệ thống đo nên lớn hơn 5 lần tần số của dạng sóng được đo. Và trong đo lường xung lên và xung xuống, thì thời gian tăng lên (rise time) của probe cùng với Oscilloscope nên nhanh hơn 3 đến 5 lần các xung được đo.

  -  Việc phân tích băng thông hệ thống và thời gian lên (rise time) từ mỗi Oscilloscope và các băng thông của probe là không hề đơn giản, bởi vậy mà các nhà sản xuất các Oscilloscope có chất lượng đã thiết lập các giá trị này dựa trên sự kết hợp cụ thể của máy Oscilloscope và các model probe được hãng đề xuất. Sử dụng các probe không trong danh mục hãng đề xuất sẽ dẫn tới rủi ro của các kết quả đo lường không thể dự đoán được.

  -  Bên cạnh ảnh hưởng của băng thông và thời gian lên (rise-time) nêu trên, thì thấy rằng probe trong thực tế hoạt động như một tải ở điểm kiểm tra, nó có thể thay đổi tín hiệu của mạch hoặc nguồn tín hiệu quan sát thấy. Đặc biệt là với các tần số cao hơn, tải dung kháng làm giảm băng thông và tăng thời gian lên (rise-time) của toàn bộ hệ thống. Điều này có thể được tối thiểu hoá bằng cách lựa chọn giá trị điện dung của đầu que đo thấp.

  -  Một cân nhắc thêm khác là giá trị điện cảm của probe, khi phối hợp với dung kháng của probe sẽ tạo thành mạch dao động gây ra các chỗi rung (ringing) ở tần số nhất định. Sự ảnh hưởng này được giảm bằng cách thiết kế nối đất cho probe thì tần số rung (ringing) xảy ra sẽ vượt quá dải tần giới hạn của hệ thống probe + Oscilloscope.

=> Ngoài ra còn nhiều vấn đề khác mà theo kinh nghiệm của bản thân bạn, yêu cầu của ứng dụng cũng như là chính đặc tính máy Oscilloscope của bạn mà có các quyết định lựa chọn probe phù hợp.

TULA soạn dịch @ 18/8/2011.