16MHz 구형파를 보여주는 저렴한 오실로스코프

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저렴한 오실로스코프 Hantek DSO4102C를 소유하고 있습니다. 정격 대역폭은 100MHz이고 샘플 속도는 1GSa / s입니다. 이 도구에 대한 일부 정보는 여기에서 찾을 수 있습니다 : http://hantek.com/en/ProductDetail_3_4163.html
지금은 Atmega328P MCU는 코드 그것은 그것 (USBASP에 의해 삭제 칩)없이, 16 MHz에서 외부 석영에서 실행해야, CKOUT 퓨즈 비트 만 설정되었습니다. 따라서 PB0 핀에서 구형파를 보려고했지만 내 스코프는 상당히 왜곡되어 있음을 보여줍니다
.MCU의 데이터 시트에는 핀 상승 시간이 언급되어 있지 않습니다. 값. 그러나 6 볼트를 초과하는 Pk-Pk 전압으로 판단하면 (그리고 560mV의 경우 0 이하로 떨어짐) 스코프에 문제가 있다고 생각합니다. 내가 맞아?

나중에 조언을 구한 후 추가됨 Arduino Uno를 사용하는 대신 브레드 보드에 모든 것을 모았습니다. 브레드 보드를 통해 와이어로 스코프에서 ATMega의 접지 핀에 접지 클립을 연결했습니다. 출력 핀에서 직접 측정하고 있습니다 (아래 내 레이아웃 사진 참조). 이제 20MHz 발진기로 더 나은 결과를 얻고 있습니다. 분명히, Pk-Pk 값은 이제 신호 형태뿐만 아니라 현실에 더 가깝습니다. 도와 주셔서 감사합니다!

oscilloscope

— 제넥
소스

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프로브가 올바르게 보정 되었습니까? 또한 다른 프로브로 시도해 볼 수 있습니까?

— Steve G

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신호를 조사하는 방법에 대한 사진을 추가 할 수 있습니까? 즉, 프로브가 회로에 얼마나 정확하게 연결되어 있는지입니다.

— marcelm

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프로브가 x10 위치에 있고 보정 조정이 완료되었으며 접지 리드가 MCU 접지에 매우 가까운 평면에 연결되어 있는지 확인하십시오. 프로브 마법사 및 자체 교정 루틴을 실행할 수도 있습니다.

— Spehro Pefhany

스코프가 신호에 대해 무엇을하는지 궁금해지기 전에 Spehro가 말한 것을 반드시 수행해야합니다. 1. 프로브의 접지 클립을 가능한 한 신호 점에 가까운 시스템 접지점에 연결하십시오. 2. 프로브에는 조정 나사가 있습니다. 일반적으로 프로브 측면의 구멍을 통해 접근 할 수 있습니다. 파형이 "가장 사각형"이 나타날 때까지 이것을 조정하십시오. 파형이 정사각형이 아닌 경우이 방법이 최적이 아닐 수 있지만이 경우 좋은 시작입니다. || 다른 사람들로부터 좋은 조언으로 제기 된 파인트조차도, 당신이보고있는 것보다 더 큰 결과를 얻을 수 있다면 놀라지 않을 것입니다.

— Russell McMahon 23 년

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와이어 등에는 항상 약간의 커패시터와 인덕터 효과가 있기 때문에 완벽한 구형파를 생성 할 수는 없습니다 .

— Willem Van Onsem

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범위에 문제가 있다고 생각합니다. 내가 맞아?

그렇게 생각하지 마십시오. 높은 임피던스 프로브로 고속 에지 신호를 측정 할 때 오버 슈트는 완전히 정상적인 현상입니다. (또한 이러한 신호는 예상보다 선명하게 보입니다.)

고속 신호 감지에 대한 많은 자습서가 있습니다. 이제는 신호를 읽기에 완벽한 시간입니다!

아, 그리고 Gibb의 현상이 있는데, 이론적으로 완벽한 (또는 훨씬 제한된 대역 제한) 에지에 대한 대역 제한 관찰은 오버 슈트의 약 9 %를 가질 것입니다. 이해하기 위해, 구형파의 코사인 시리즈 표현을보고 5 × 16 MHz (= 구형파의 기본 주파수) 이상을 제거 할 때 무엇을 잘라낼지를 고려하는 것이 좋습니다.

— 마커스 ül 러
소스

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OP의 측정 기능 : 16.00MHz 주파수 (이 스코프는 크리스탈 타임베이스를 사용합니다)를 믿습니다 . 그러나 9.500ns의 상승 시간은 ? 특히 1ps 해상도로 의심 되는가? 그리고 6.16V 피크 - 피크는 종종 (I가 정착 후, 5.2V에 대해 알아 만들기) ... 최대 범위를 찾기 위해 전체 샘플 기록을 통해 간다. 따라서 마커스의 평결은 합리적입니다. 더 신중하게 조사하면 다른 결과를 얻을 가능성이 있습니다. 일부 측정 기능을 신뢰하고 다른 기능 을 불신하는 법을 배우십시오 .

— glen_geek

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Gibbs 현상 및 오버 슈트에 대한 설명은 대역폭에 한계가있는 경우 주파수 종속 위상 시프트뿐만 아니라 주파수 종속 이득이 발생하는 경우에만 해당됩니다. 예를 들어 상승 시간 (또는 슬루 레이트)과 오버 슈트를 교환 할 수 있습니다.

— alephzero

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@alephzero : 또는 더 일반적인 개념으로 이것을 표현하기 위해 무제한 이상적인 형태와 비교할 때 대역 제한 파의 모양은 대역 제한이 어떻게 달성되는지에 달려 있습니다. "클래식"깁스 현상은 완벽한 차단 ( "벽돌 벽") 필터링 방법의 경우에만 해당되며, 아래 주파수를 완벽하게 유지하면서 임계 주파수 이상의 모든 고조파를 제거합니다. 이것은 그 자체로 실제 파일러의 이상화이며 실제 필터는 이러한 방식으로 작동하지 않습니다.

— The_Sympathizer

@The_Sympathizer은 : 사실,하는 방법으로 필터를 설계 할 수 보장 오버 슈트 생산하지. 아마도 가장 간단한 예는 직렬 R 병렬 C 필터입니다. 많은 경우, 일정량의 오버 슈트를 견딜 수 있으면 입력 파를보다 가깝게 따르는 파형을 만들 수 있지만, 일부 응용에서는 오버 슈트를 피하는 것이 더 중요 할 수 있습니다 (예 : 관심있는 신호가 컷오프 주파수, 출력이 풀 스케일에 도달 할 수 있도록해야합니다).

— supercat

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완벽한 16MHz 구형파가있는 100MHz 브릭 월 필터 (이상적인 경우)가있는 경우 1 (16MHz), 3 (48MHz) 및 5 (80MHz)의 유일한 고조파 만 표시됩니다. 이상적인 경우이지만 계산을 수행하면 결과가 보는 것과 멀지 않은 것을 볼 수 있습니다.

비 이상적인 경우에, 물론 프로브 로딩과 보상은 더 왜곡 된 영향을 미치며, 파형은 처음부터 완벽하게 사각형이되지 않을 것입니다.

— 크리스토 볼 폴리 크로노 폴리스
소스

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나는 LTspice에서 이것을 약간의 위상 지연과 더 높은 주파수에서 진폭을 줄인 상태로 시뮬레이션하고 질문자와 거의 동일한 파형을 생성했습니다.

— 브루스 애보트

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Marcus Müller 는 제한된 신호로 울리는 인공물을 생성하는 Gibbs 현상을 언급 하고 Cristobol Polychronopolis 는 100MHz 대역을 사용하면 16MHz 신호에서 세 번째를 넘어 고조파의 진폭을 감소시킬 것이라고 언급했습니다.

단순성을 위해 파형에 대한 진행 상황을 파악하기 위해 Cristobol의 첫 세 고조파에 대한 이상적인 사례를 그래프로 표시 할 수 있습니다 .

구형파가 주어지면 완벽한 100 MHz 브릭 월 필터가 있는 완벽한 스코프가 표시됩니다. 따라서 파형에서 울림을 볼 때 스코프가 손상되지 않습니다. 프로브와 아날로그 프런트 엔드에 의한 왜곡 및 디지털화 전의 불완전한 필터링 후 표시되는 범위가 표시됩니다.

오실로스코프를 사용하여 회로를 검사 할 때마다 회로의 해당 지점에서 파형이 변경되고 (그렇지 않으면 너무 크지 않음) 프로브 팁과 오실로스코프 사이에 추가 왜곡이 발생합니다. 디스플레이. 이것을 피할 수 없기 때문에, 특히 비교적 고주파 회로에서 스코프를 사용할 때 어떤 왜곡이 발생할 지에 대한 올바른 이해가 필수적입니다.

— cjs
소스

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프로브 보정 및 프로브 선택에 대해 언급 한 것 외에도 공칭 속도로 실행되는 IC의 16MHz 신호는 항상 완벽한 구형파처럼 보일 수있는 상승 시간에 빠르지는 않습니다. 이를 위해서는 100MHz 범위의 신호를 완벽하게 처리 할 수있는 출력단을 사용해야합니다. MCU와 같은 IC를 가능한 빠른 속도로 설계하면 전력 낭비 만 발생하고 EMC 문제가 발생합니다.

— rackandboneman
소스