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오실로스코프 프로브
오실로스코프 프로브는 전기 신호를 측정할 때 사용되는 보조 악세서리 중 하나로, 오실로스코프에 연결하여 신호를 보다 정확하게 측정할 수 있도록 도와주는 장치입니다.
프로브는 크게 액티브 프로브(Active Probe)와 패시브 프로브(Passive Probe)로 구분됩니다.
패시브 프로브는 별도의 액티브 소자들을 가지고 있지 않아, 외부로부터의 전원 공급 없이도 동작이 가능합니다. 그렇기에 매우 보편적으로 사용되며, 대부분의 오실로스코프 구매시 기본 액세서리로 제공되고 있습니다. 또한, 다른 제조사의 오실로스코프와 호환하여 사용할 수도 있습니다.
액티브 프로브는 고주파수에 대해 높은 임피던스와 낮은 커패시턴스를 지원하여 고속 신호 측정에 적합합니다. 대부분의 액티브 프로브는 동일 제조사의 오실로스코프와의 연결을 위한 전용 인터페이스를 가지고 있어 해당 인터페이스를 통해 자동 인식 및 내장 볼트미터와 같은 다양한 기능을 제공합니다.
각각의 프로브들은 사용하려는 측정하려는 대상 및 목적에 따라 아래와 같이 다양한 종류의 프로브를 선택할 수 있습니다. 측정 대상에 맞는 적절한 프로브를 선택하여 사용해야 합니다.
- 전압 프로브(Voltage Probe): 전압을 측정하기 위한 프로브로, 경우에 따라 매우 높은 고전압을 측정하기도 합니다.
- 전류 프로브(Current Probe): 전류를 측정하기 위한 프로브로, 측정된 전류를 전압으로 변환하여 오실로스코프에 전달합니다.
- 로직 프로브(Logic Probe): 디지털 회로의 신호를 측정하기 위한 프로브로, 논리 상태('0' 또는 '1')를 분석하거나 디버깅할 때 사용됩니다.
- 니어필드 프로브(Near-field Probe): 회로에서 방출되는 EMI 신호에 대한 자기장 또는 전기장을 측정하는 프로브로서 노이즈의 위치를 찾는데 사용됩니다.
아래 설명을 통해 패시브 프로브에 대해 보다 자세히 알아보겠습니다.
오실로스코프 패시브 (Passive) 프로브의 특징
- 패시브 스코프는 가장 일반적인 오실로스코프 프로브 유형입니다.
- 패시브 프로브는 가격이 저렴하며, 다양한 어플리케이션에서 간편하게 사용할 수 있습니다.
- 가장 일반적인 두 가지 감쇠 비율은 1x 및 10x 입니다.
- 1x 프로브는 작은 신호에 유용하지만 대역폭에 한계가 있습니다.
- 10x 프로브는 큰 신호에 적합하며 대역폭이 넓고 1x 프로브보다 작은 회로를 로드합니다.
- 입력 신호를 감쇠하는 프로브를 사용할 때는 그에 따른 스코프 설정을 사용하는 것이 중요합니다.
- 감쇠 비율을 전환할 수 있는 프로브 유형도 있습니다.
- 적절한 측정 결과를 얻으려면 프로브를 올바르게 보정하는 것이 중요합니다.
1x 프로브
- 테스트 지점의 신호를 추가적인 감쇠 없이 오실로스코프에 전달합니다
- 높은 민감도를 가지며 작은 신호도 포착할 수 있습니다.
- 측정하려는 신호의 진폭이 낮을 때 유용합니다. (< 1 Vp-p)
- 오실로스코프 입력 커패시턴스가 저역 대역 필터처럼 동작하여 낮은 대역폭을 가집니다.
- 고주파 노이즈를 필터링하여 저주파 어플리케이션에 유용할 수 있습니다.
10x 프로브
- 가장 보편적인 프로브 종류입니다.
- 입력 신호의 진폭을 10분의 1로 감쇠하여 오실로스코프에 전달합니다.
- 추가적인 감쇠는 높은 전압을 측정할 때 유용합니다.
- 시스템의 입력 임피던스를 10배 증가시켜 회로에 가하는 로딩이 적어집니다.
- 1x 프로브보다 더 넓은 대역폭을 가집니다.
- 프로브 팁 커패시턴스는 스코프 입력 커패시턴스를 상쇄하는 데 도움이 됩니다.
- 특히 구형파 및 펄스와 같은 것을 측정할 때 유용합니다.
자동 프로브 감지
간혹 오실로스코프가 연결된 프로브의 감쇠 비율이 1x인지 10x인지 감지하고 설정을 자동으로 조정하는 경우가 있습니다. 이러한 자동 설정이 가능한 이유는 대다수의 10x 프로브들이 오실로스코프와의 연결부에 금속 핀을 장착하고 있기 때문입니다. 오실로스코프 입력부에 있는 감지 링이 해당 금속 핀과 연결되면 장비가 프로브를 식별할 수 있게 됩니다.
스위치 전환 프로브
몇몇 프로브들은 사용자가 감쇠 비율을 수동으로 조정할 수 있습니다. 오실로스코프는 사용자가 변경한 감쇠 비율을 자동으로 감지하지 않으므로
사용자가 추가적인 장비 설정을 수행해야 합니다.
프로브를 사용함에 있어, 특히 10x 프로브를 사용하는 경우, 프로브 보정 작업을 수행하는 것이 중요합니다.
프로브 보정이란 오실로스코프의 고유 입력 커패시턴스와 프로브 팁의 커패시턴스를 매칭하는 작업입니다. 보정되지 않은 프로브는 측정된 신호의 진폭 및 펄스 모양의 부정확성을 야기할 수 있으므로 사전에 패시브 프로브를 보정하는 것이 권장됩니다.
로데슈바르즈 오실로스코프 패시브 프로브 일부 제품 정보 입니다.
- RT-ZP1X: 대역폭 38 MHz, 감쇠비 1:1, 임피던스 1 MΩ, 최대 55 V 측정
- RT-ZP03S: 대역폭 300 MHz, 감쇠비 10:1 감쇠, 임피던스 10 MΩ, 최대 400 V 측정
- RT-ZP05S: 대역폭 500 MHz, 감쇠비 10:1, 임피던스 10 MΩ, 최대 300 V 측정
- RT-ZP10: 대역폭 500 MHz, 감쇠비 10:1, 임피던스 10 MΩ, 최대 400 V 측정
- RT-ZI10 : 대역폭 500 MHz, 감쇠비 10:1, 임피던스 10 MΩ, 최대 1,000 V 측정
프로브 보정에 대해서는 아래 게시물을 참고하세요.
로이엔텍 - 오실로스코프 Fundamentals - Part3. 프로브 보정 / 로데슈바르즈
프로브 보정(Probe compensation)이란 무엇인가요? 프로브 보정 작업은 오실로스코프 고유의 입력 커패시턴스로 인한 영향을 보상하기 위해 프로브 커패시턴스를 조정하는 절차입니다. 측정 결과
hongsblues.tistory.com
작성자 : 로데슈바르즈코리아 기술지원팀
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