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  1. 2015.01.20 그림자 측정
  2. 2013.07.03 Probe의 Ground Lead 길이

그림자 측정

원 포인트 레슨 2015. 1. 20. 22:00

그림자를 이용해서 빌딩의 높이를 측정해 보라. 빌딩의 그림자는, 잘 해야, 왜곡되고, 어렴풋하고, 부정확하고, 때로는 완전히 틀리다. 그림자는 태양의 각도와 그림자가 드리우는 거리의 경사에 따라서 길거나 짧다. 전체 절차는 부정확한 효과들로 인해서 모호하다.

측량 기사의 트랫짓은 수평과 수직 각도 모드를 측정한다.

측정기사의 트랜짓(수평 각도를 측정하는데 사용되는 도구. 그림 참조) 레벨이 더 정확한 측정을 제공할까? 가능하다. 그러나 여전이 완벽하지는 않다. 트랜짓의 정확도는 장비의 레벨 세트, 오퍼레이터에 의해 조심스럽게 조절되는 프레임과 장비의 스포팅 스코프의 정렬, 장비와 빌딩 베이스 사이에 만들어진 기준 거리 등에 의존한다. 말한 것이 모두 되도 오퍼레이터는 빌딩의 높이를 실제로 측정할 수 없다. 그는 빌딩의 꼭대기 방향을 가리키는 스코프의 근사 위치를 보여주는 유니트의 옆에 볼트로 붙은 각도기의 숫자를 읽는다. 측정은 항상 이런 식으로 된다. 그들은 너가 알고자 하는 것을 드러내지 않는다. 단지 그것의 그림자를 드러낸다.
전압의 측정을 생각해보자. 농구공 만한 구형 도체를 취하고 명주실에 매 달아  땅과 비교하여 10,000V 이상을 대전한다. 너의 팔을 땅과 구체 사이에 벌리고 둘 중 어느것도 만지지는 않는다. 피부에 포텐셜을 느낄 수 있다. 그것은 팔의 털을 빠빳하게 서게한다. 구체가 높게 대전된 것을 알기 위해서 구체를 만질 필요는 없다.
이제, 가장 너의 가장 좋은 스코프 프로브를 같은 공간에 놓자. 그것은 반응하지 않을 것이다. 스코프 프로브는 전압 포텐셜에 반응하지 않는다. 그것은 그것의 천번째 단계 증폭기에서 흐르는 전류에 반응한다. 전류가 없으면 반응도 없다. 고 품질 FET 증폭기라하더라도 그것의 게이트 커패시턴스를 충전하는데 필요한 전류가 필요하다. 구체를 둘러싼 공기가 충분한 전류를 공급할 수 없기 때문에, 구체를 터치하지 않으면 프로브는 반응하는데 실패한한다. - 터치할 경우 즉각적으로 프로브는 파괴될 것이다.
전기적 엔지니어링 언어에서, 좋은 스코프 프로브는 프로브의 입력 임피던스가 DUT의 임피던스를 크게 초과할 때 의미있는 반응을 한다. 임피던스 조건이 맞지 않을 때, 구체 예처럼, 프로브는 경고를 주지 않는다. 그것은 단지 그것이 바라본 잘못된 대답을 주는 그림자만 리포트한다.
완벽한 세상에서, 너는 너의 프로브의 임피던스와 DUT의 임피던스 - 둘 다 주파수의 함수다 - 를 알 것이고 너의 결과에 주파수 의존적 수정 팩터를 적용할 것이다. 실제 세상에서, 그런 상황은 거의 발생하지 않는다.
여기 임피던스 조건을 테스트하는 실용적 방법이 있다. 같은 타입의 두번째 프로브를 준비한다. 첫번째 프로브가 DUT에 연결된 채로 두번째 프로브를 DUT의 같은 점에 적용한다. 두번째 프로브가 측정된 파형을 어떤식으로든 알수 있는 방법으로 변화시켜면, 첫번째 프로브가 아마도 최소한 같은 양의 변화를 유도했다고 가정할 수 있을 것이다. 신호 변화를 최대화하는 프로브를 찾을 때까지 다른 스타일의 프로브를 계속 시도한다. 그런 다음, 그 프로브에 노란 태그를 붙여서 "사용하지 마시오. 캘리브레이션 필요"를 말해준다. 그 방법으로, 좋은 프로브가 너가 다음에 그것을 필요로 할 때 lab에 계속 있을 것이다.

EDN magazine, March 19, 2013. by Dr. Howard Johnson.


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Probe의 Ground Lead 길이

원 포인트 레슨 2013. 7. 3. 20:00

오실로스코프(oscilloscope)의 프루브(probe)를 사용할 때, 편의를 위해서 길이간 긴 그라운드 리드(ground lead)를 사용하는 경우가 많이 있다. 그라운드 길이가 길어지면 어떤 문제가 발생하는지 살펴보자.

프루브는 다음과 같은 등가 회로로 표현될 수 있다.

파란 부분은 프루브 자체의 등가회로이고 빨간 부분은 프루브와 프루빙할 회로의 그라운드를 연결하는 리드의 등가 회로 부분이다. 프루브의 대역폭을 결정하는 파란 부분은 변동이 없지만, 빨간 부분은 사용자가 어떤 리드를 사용하느냐에 따라서 달라진다.

회로를 보면 L과 C가 직렬 연결되어 공진을 일으킬 잠재성이 있는 것을 알 수 있다. 공진 주파수는 다음과 같다.

예들 들어, 그라운드 리드의 인덕턴스(inductance)가 85nH라고 하자 - 엄지와 검지를 붙여서 원을 만들었을 때의 크기 정도. 그러면 프루브 등가 회로는 대략 550MHz 정도의 공진 주파수를 갖게 된다. 따라서 프루빙하는 신호에서 550MHz 성분의 링잉(ringing)이 발생한다면 그라운드 리드를 더 줄여서 링잉이 없어지도록 해야한다. 리드 길이를 반으로 줄이면 공진주파수는 대략 2배 정도 증가한다.

다음은 짧은 리드를 사용한 경우와 긴 리드를 사용한 경우의 파형 그림이다.

<위 그림은 Tektronix P7240 4GHz 5X Active Probe User Manual에서 발췌한 것 입니다>



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