泰克P6139A无源探头拆解与模仿电路并制作

adminismk

这个是泰克示波器的P6139A系列无源探头，带宽高达500MHz，但是价格已经劝退了一大波人了。机缘巧合之下在咸鱼发现有卖的二手补偿输入端，于是花重金购买了几个回来研究。
先来说说它的参数吧：500MHz输入带宽，8PF的杂散电容，衰减小。拆机图如下，可以看的出来，泰克的技术还是很厉害了，不懂原理的可以参考这位大佬的文章：https://www.mydigit.cn/thread-1348-1-1.html

adminismk

这里要说几个注意要点：
1：线缆本身的寄生电容是无法改变的，，这个电容会影响带宽与上升时间
2：我所借鉴参考设计的电路，，只有两个功能，无非就是幅值衰减控制与补偿控制
3：有钱还是买好的探头吧，当然，不介意上升时间所带来的影响的话，请随意。。
4：根据我对我目前所拥有的探头测量，，改装过的探头与普通的探头，，均不会影响源信号的幅值

adminismk

外壳是铝合金的，，输入的那个针不知道为什么会是那个颜色，，而且它的接触性能依旧良好，，采用旋紧方式来固定线缆与BNC头部分，，这里我就不上图了，，搜索引擎一搜一大把

adminismk

这个是我参考了泰克的电路，逆向分析出来的原理图而重新画的板子，我省略了一些东西来减小体积啥的，没办法，适配国产的探头有点难度，毕竟空间实在是有点小了。可调电阻的作用是调节幅值的（Vpp），而可调电容是调节补偿范围的。

adminismk

我原本想将这个电路运用在100MHz的合金丝探头中的，，，但是我目前的合金丝探头但是好的，，不舍得拆来换。。
这个探头线缆是某宝十几块钱买的，，很劣质的玩意，，带宽只有20MHz。
虽然说这个也能测100MHz的信号，，，但是衰减已经很大了，原始信号的Vpp有4.2V，，经过这个20MHz的探头，就衰减到了3Vpp，
这个是因为杂散的电容比较大，，导致的补偿端容抗过大。。
换好之后，，调节幅值到正常范围，虽然衰减小了，，但延时时间无法减小
影响上升（延时）时间的主要原因就是线缆的寄生电容，，电容大了，容抗就大了，上升（延时）就费力。。
我将我这条改装的探头跟普源原装的P2200探头经行对比，可以看到上升（延时）时间，，或者说是延时时间略大一点。。
普源P2200的延时是2.68ns，，改装的探头是3.32ns，慢了0.64ns。虽然这样子说不太准确，但是也能反映一些问题的，希望大佬轻喷！！！补充：那个时间应该是上升时间，，我测量的方法是信号源通过同轴屏蔽线输入到示波器中跟探头输入进行对比而得到的，，可能不太准确

adminismk

最后上传电路图，有电感的图是泰克的，那个电感测量，是有点不准确的，另外一个是我删减了一些东西而画的，而最后的那个27R的电阻可以替换成91R的电阻来适配合金丝的无源探头，还有，请不要轻易的更换电容电阻。

附件是PCB文件下载，希望大家玩的愉快，能用十几块钱来体验百兆的带宽，我觉得是很值得的。

wwk1996

adminismk 发表于 2021-10-25 01:14
最后上传电路图，，有电感的图是泰克的，，那个电感测量，是有点不准确的，，

另外一个是我删减了一些东西 ...

支持折腾。示波器不错，就是没看明白楼主是怎么测试上升时间的。据说示波器探头最难搞定的是前端的屏蔽线，楼主可以去某鱼收几条残线来测测。

wjb444

探头有价,自己学到的知识是无价的

邓穿石

感谢分享
个人的理解
所有的元件为的是带宽内的输入输出阻抗匹配
串上去的电感应该是有重要作用，空间不够时或许用FM高频头里线圈一样的空心线圈替换，才有点高仿的效果吧

adminismk

wwk1996 发表于 2021-10-25 05:14
支持折腾。示波器不错，就是没看明白楼主是怎么测试上升时间的。据说示波器探头最难搞定的是前端的屏蔽线 ...

那个时间我也不太清楚是上升时间还是延时时间，，
那种合金丝屏蔽线缆我也有几米，这个线老贵了，，
我目前是用普通的铜丝线缆来做的测试

adminismk

wjb444 发表于 2021-10-25 08:04
探头有价,自己学到的知识是无价的

感谢支持。。。。。紫薯布丁

adminismk

邓穿石 发表于 2021-10-25 09:13
感谢分享
个人的理解
所有的元件为的是带宽内的输入输出阻抗匹配

我试过串电感与不串电感的实验，，暂不明确其作用，，而且我的LCR电桥测不了那么小的电感量

revery

adminismk 发表于 2021-10-25 09:39
那个时间我也不太清楚是上升时间还是延时时间，，
那种合金丝屏蔽线缆我也有几米，这个线老贵了，，
我目 ...

用铜箔整体包裹做屏蔽行不行？

adminismk

revery 发表于 2021-10-25 11:32
用铜箔整体包裹做屏蔽行不行？

线缆都是同轴线，，自带屏蔽的，，但是探头想要自制就太难了，，铜箔也是可以，，就是接触与平均厚度不均影响效果

revery

adminismk 发表于 2021-10-25 11:37
线缆都是同轴线，，自带屏蔽的，，但是探头想要自制就太难了，，铜箔也是可以，，就是接触与平均厚度不均 ...

那就做一个全覆铜的PCB小盒子再焊接起来？和中间的电路形成三明治结构？但是空间又好小。。。。。

adminismk

revery 发表于 2021-10-25 11:43
那就做一个全覆铜的PCB小盒子再焊接起来？和中间的电路形成三明治结构？但是空间又好小。。。。。 ...

所以这才是难点，，探头都是用铜管来做屏蔽的，，厚度大概0.5mm

revery

adminismk 发表于 2021-10-25 13:22
所以这才是难点，，探头都是用铜管来做屏蔽的，，厚度大概0.5mm

要不3D打印一个方形的外壳好了，内衬铜片做屏蔽。。。。工程量有点大啊

msz09861

adminismk 发表于 2021-10-25 01:05
我原本想将这个电路运用在100MHz的合金丝探头中的，，，但是我目前的合金丝探头但是好的，，不舍得拆来换。 ...

真正的高手！:praise:本人是有90%不懂，但就是佩服这样的高人，向您学习！:praise::praise::praise:

普通会员

对这种完全不懂，不过高频电路是玄学的观点已深入骨髓，只觉得原装那个背后的印刷电感很高深莫测的样子，估摸着这可能就是这个探头的核心秘密了:lol::lol:

adminismk

普通会员 发表于 2021-10-25 16:34
对这种完全不懂，不过高频电路是玄学的观点已深入骨髓，只觉得原装那个背后的印刷电感很高深莫测的样子，估 ...

基本上就是了，，电感可能是来校正延时参数啥的，，可惜我的LCR电桥测不了那么小的电感量

adminismk

msz09861 发表于 2021-10-25 16:25
真正的高手！本人是有90%不懂，但就是佩服这样的高人，向您学习！ ...

越学习，，越发现自己就是个白痴，，越不懂所以只能越努力学习:mad: