CP0111 Sonde AC Basse impédance

Description


CP0111 est une sonde trés simple permettant de faire des mesures de signaux HF à basse impédance.
Elle doit impérativement être utilisée avec un cable 50ohm terminée par cette même impédance.
La tension mesurée sera alors divisée par 2.

L'utilisation de cette sonde est recommandée pour la mesure de bruit sur les alimentations.

Ma vidéo sur le sujet



Schéma

On utilisera si possible des composants CMS.
Des connexions courtes et un blindage sont recommandés.
La tension continue max admissible dépend de la tension max du condensateur d'entrée.
Selon la "grosse" capa d'entrée utilisée, une capa plus faible en // dessus peut améliorer la réponse HF.


Schematic.JPG

Construction

Il y a plein de solutions possibles pour la construire selon ce que l'on a sous la main.
Je vous montre ici ce que j'ai choisi de faire.


La sonde terminée:

CP0111.JPG

Je suis partie d'une chute de PCB epoxy double face étamée.
J'ai gravé "à l'Anglaise" les pistes.


PCB.JPG

Ensuite, soudure des composants

CompOk.JPG

J'ai ensuite utilisé du cuivre autocollant pour relier les masses des 2 faces (plus simple que des vias)
Border.JPG

Ensuite, un bout de Kapton pour isoler, un peu de carton pour éloigner un peu le blindage et je "wrappe" le tout dans un fin feuillard de cuivre.

Shield.JPG

Un gaine thermo protége le tout, ne manque plus que les étiquettes et une gaine transaparente finale de protection.

Thermo1.JPG

Mesures

On peut voir que la mesure du même signal, en X2 pour CP0111 et X10 pour la sonde classique donne sensiblement la même valeur (la voie Math bleu montre la différence)

DiffSinus.PNG

Même mesure avec un signal carré, les petits pics sont dues aux constantes RC différentes sur les 2 sondes.

DiffSq.PNG

Signal carré à 1kHz, la capa acte fortement en différentiateur, c'est normal.

1K.PNG

C'est mieux à 100kHz, mais les paliers baissent un peu

100K.PNG

Sur des impulsions courtes, c'est parfait !

100K200ns.PNG

A 1MHz, les capas ne joue plus

1M.PNG

Pour la réponse en fréquence, on peut voir ici 100Hz à 10MHz, marqueur à 2K

100Hz10MHz2k.PNG

Ici de 100Hz à 150MHz, marqueur à 80M  (Attention le scope à une BP de 100MHz, la sonde fait sans doute mieux :) =

100Hz150MHz80M.PNG


J'ai branché une source de bruit constante jusqu'à 2GHz et mis la sortie sur l'analyseur de spectre

Jusqu'à 100MHz la réponse est quasi flat....

100M.png



Exemple d'utilisation pratique


Mesure du bruit d'un convertisseur DC/DC avec CP0111 et une sonde classique X10, même échelle sur les 2 voies, la différence est importante !

SameScale.PNG

En passant à 5mV par division, sur CP0111 les traces présentent la même taille, la différence c'est 4X !

SameSize.PNG

La FFT montre des perturbations à large bande mais heuresement faibles....

Spectrum.PNG


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