Далее к щупу подключают насадку-делитель и подают на ее вход (конечно, относительно зажима ХР2) постоянное напряжение 20…30 В либо сигнал частотой 50 Гц с генератора импульсов, описанного в первой брошюре. Контролируя выходное напряжение щупа, подбирают резистор R7 такого сопротивления, чтобы коэффициент деления насадки был равен ровно 10.
После этого на вход насадки подают переменное напряжение частотой 0,1…1 МГц либо сигнал частотой 2 кГц с генератора импульсов, и подбором конденсатора С5 добиваются десятикратного деления такого сигнала. Вот теперь делитель станет компенсированным, и его детали можно закреплять эпоксидным клеем (или шпаклевкой) в крышке.
Активный щуп готов к работе. Но предварительно вы, конечно, захотите убедиться в его высоких параметрах, о которых было сказано выше. Это несложно сделать даже с помощью лишь одного осциллографа — ведь у него есть выход пилообразного напряжения, которое вы уже научились использовать в качестве контрольного. Вот и подключите к гнезду на задней стенке осциллографа переменный резистор (рис. 63, а), а к нему — входной щуп.
Установите чувствительность осциллографа 1 В/дел., а длительность развертки, скажем, 1 мс/дел. Выведите сопротивление переменного резистора, т. е. установите его движок в нижнее по схеме положение. Ручками длины и смещения развертки установите начало развертки в нижнем левом углу масштабной сетки, а ширину развертки — равной длине масштабной сетки. Измерьте высоту изображения (рис, 64, а) — предположим, она будет равна четырем делениям.
Плавно вводите сопротивление резистора, перемещая движок вверх по схеме. Установите высоту изображения вдвое меньшей (рис. 64, б). Теперь можно сказать, что входное сопротивление осциллографа равно введенному сопротивлению переменного резистора.
Не изменяя положения движка резистора, введите в действие активный щуп (рис. 63, б) с первой насадкой (1:1). Вы убедитесь, что высота изображения осталась почти равной прежним четырем делениям, как это было с выведенным сопротивлением переменного резистора. Такой результат свидетельствует о высоком входном сопротивлении активного щупа. Если захотите точно измерить его, включите последовательно с переменным резистором постоянный, сопротивлением 4…5 МОм и добейтесь уменьшения высоты изображения вдвое, а затем измерьте получившееся сопротивление — оно и будет равно входному сопротивлению активного щупа.
Входную емкость щупа тоже несложно определить. Для этого нужно заменить переменный резистор конденсатором переменной емкости или подстроечным, с максимальной емкостью 20…50 пФ и проделать такую же операцию, что и в предыдущем случае — подбором емкости конденсатора добиться уменьшения высоты изображения вдвое, а затем измерить получившуюся емкость. Но в этом варианте следует значительно уменьшить длительность развертки, установив ее равной, например, 1 мкс/дел.
Для сравнения измерьте входную емкость активного щупа со второй насадкой (1:10) — она будет значительно ниже.
Активный щуп можно собрать и по более простой схеме (рис. 65), предложенной столичным радиолюбителем А. Гришиным.
В щупе используется. всего один полевой транзистор, включенный по классической схеме «стокового повторителя. Входная емкость щупа не превышает 4 пФ, а входное сопротивление достигает 3 МОм.
Щуп рассчитан на исследование цепей постоянного, переменного и импульсного сигналов в диапазоне частот 0… 5 МГц. При этом начальное постоянное напряжение на выходе щупа составляет 2,6 В. Диапазон входных напряжений в области отрицательных значений (до отсечки). равен 7 В, в области положительных значений.(до начала ограничения) — 13 В при питающем напряжении 9 В и 26 В в случае питания щупа напряжением 15 В. Коэффициент передачи щупа в указанном диапазоне частот неизменен — 0,4.
Резисторы R1, R2 и конденсатор С1 составляют входной частотно-компенсированный делитель напряжения.
Параметры щупа измерены для транзистора с напряжением отсечки 4,2 В. Поскольку разброс параметров конкретных экземпляров транзисторов КП305И значителен, могут отличаться и характеристики конструкций щупов — в основном по напряжению отсечки и коэффициенту передачи. Для получения максимального рабочего диапазона в области отрицательных значений входных напряжений необходимо подобрать транзистор с максимальным (по абсолютной величине) напряжением отсечки. При необходимости напряжение отсечки щупа может быть увеличено уменьшением коэффициента передачи входного делителя, скажем, увеличением сопротивления резистора R1. Хотя для большинства измерений, где требуется настройка по максимуму или минимуму напряжения, значение напряжения отсечки щупа не является существенным — ведь настройку можно проводить по положительной полуволне сигнала.