Aktiv oder passiv – der Einfluss des Tastkopfes auf das Messsignal

Anbieter zum Thema

Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG

Heitec AG

dataTec AG

Einfache und präzise Messungen mit wenig Zubehör

Zusätzlich verfügt der gezeigte Tastkopf über Zubehör, um auch Fine-Pitch-Bauelemente sicher zu kontaktieren und die Gefahr von Kurzschlüssen zu minimieren. Im Bild 2 ist dieses Prinzip abgebildet. Die grüne Kappe auf der Tastkopfspitze hat zwei Plastikfähnchen zwischen denen die federnde Spitze heraustritt. Die Plastikfähnchen grenzen die Spitze von den benachbarten Pins derartig ab, dass ein Abrutschen und möglicher Kurzschluss vermieden wird.

Auf den zu untersuchenden Chip kann eine Kupferfolie, die möglichst kurz auf der Leiterplatte mit der Masse zu verbinden ist, geklebt werden. Eine kurze Feder am Tastkopf stellt schließlich die Verbindung zur Masse her.

So lassen sich mit ein wenig Zubehör, einfache und präzise Messungen durchführen. Auch wenn bei einfachen Tastköpfen solches Zubehör fehlt, kann man die Feder im Bild 1 durch eine selbstgefertigte Nachbildung aus passendem Draht verwenden und diese mit eingeschränktem Aktionsradius mit einem Massepunkt sehr nah am DUT verlöten. Damit werden verblüffende Verbesserungen der Signalqualität erzielt.

Wenn ein aktiver Tastkopf für die Messung sinnvoll ist

Ist der Messpunkt nicht ausreichend niederohmig und duldet dieser die gegebene Tastkopfkapazität von 10 bis 20 pF nicht, ist ein aktiver Tastkopf die richtige Wahl: Dieser weist typisch eine ungefähre Eingangskapazität von 1 pF auf. Außerdem verfügt der Tastkopf über einen Eingangswiderstand von 1 MOhm bei Gleichstrom und eine höhere Bandbreite.

Beim HZO30 wird außerdem reichhaltiges Zubehör mitgeliefert, um auch mit diesem Tastkopf möglichst alle Kontaktierungsanforderungen erfüllen zu können. In vielen aktuellen Schaltungsdesigns kommen heutzutage auch differentielle Signale zum Einsatz. Beispiele hierfür sind LVDS-Ausgänge eines AD-Wandlers oder der sehr verbreitete CAN-Bus.

Um diese Signale korrekt mit dem Oszilloskop abzubilden, sind aktive differentielle Tastköpfe notwendig. Diese dritte Gruppe von Tastköpfen verfügen ebenfalls über eine geringe Eingangskapazität im Bereich von 1 bis 3 pF und einen hohen Eingangswiderstand im Bereich 200 kOhm bis 1 MOhm. Der Plus- und Minuseingang wird dabei auf einen Differenzverstärker und der unsymmetrische Ausgang wird mit einem üblichen Koaxialkabel zum Eingang des Oszilloskops geführt, so dass in der Anzeige das Differenzsignal dargestellt wird.

Damit können zum einen Rückkopplungseffekte, beispielsweise durch Masseschleifen, ausgeschlossen werden. Zum anderen sind damit auch Untersuchungen im Gnd-System möglich, da der differentielle Tastkopf von der gemeinsamen Masse aus Messgerät und Messobjekt entkoppelt ist.

Natürlich kann der Minus-Eingang eines differentiellen Tastkopfes auch immer mit der gemeinsamen Masse und der Plus-Eingang mit einem einzelnen Signal verbunden werden. In diesem Fall verhält sich der differentielle Tastkopf sehr ähnlich zu einem Single Ended aktiven Tastkopf wie dem HZO30. Wird für eine Applikation ein aktiver Tastkopf benötigt, kann somit der teurere differentielle Tastkopf wie der HZO40 die bessere Wahl sein.

* Holger Asmussen ist CEO von Hameg Instruments, einer Tochter von Rohde & Schwarz.

(ID:32945500)