16 MHz kare dalga gösteren ucuz osiloskop

Ucuz bir osiloskop Hantek DSO4102C sahibim. Nominal bant genişliği 100 MHz ve örnekleme hızı 1 GSa / s'dir. Araç hakkında bazı bilgileri burada bulabilirsiniz: http://hantek.com/en/ProductDetail_3_4163.html
Şimdi 16 MHz'de harici bir kuvarsdan çalışan bir Atmega328P MCU'm var, herhangi bir kod olmadan (usbasp tarafından silinen çip), sadece CKOUT sigorta biti ayarlanmıştır. Bu yüzden PB0 pininde kare bir dalga görmem gerekiyordu, ancak kapsamım oldukça bozuk olduğunu gösteriyor: MCU'nun
veri sayfası benim için büyük bir sürpriz olan bir pin yükselme süresinden bahsetmiyor, bu yüzden 9,5 ns'nin geçerli olup olmadığını kontrol edemiyorum değer. Ancak Pk-Pk voltajı 6 volt'u aşan (ve iyi bir 560 mV için sıfırın altına inen) değerlendirildiğinde, kapsamla ilgili bir sorun olduğuna inanıyorum. Haklı mıyım?

BAZI TAVSİYELER ALDIKTAN SONRA EKLENDİ Arduino Uno kullanmak yerine her şeyi bir breadboard üzerinde topladım. Kapsamdan toprak klipsini breade üzerinden bir tel ile ATMega'nın toprak pinine bağladım. Doğrudan çıkış pininde ölçüm yapıyorum (aşağıdaki düzenimin fotoğrafına bakın). Şimdi 20 MHz osilatör ile daha iyi sonuçlar elde ediyorum. Açıkçası, Pk-Pk değerleri artık gerçekliğe ve sinyal şekline daha yakındır. Herkese yardım için teşekkürler!

Kapsamla ilgili bir sorun olduğuna inanıyorum. Haklı mıyım?

Böyle düşünmeyin. Yüksek empedanslı bir prob ile hızlı kenarlı bir sinyali ölçerken aşırı aşınma normal bir durumdur. (Ayrıca, bu sinyaller olmasını beklediğim kadar keskin görünüyor.)

Yüksek hızlı sinyalleri algılamak için birçok öğretici var: bu bir tane okumak için mükemmel bir zaman!

Oh, ve Gibb'in fenomeni var, bu da teorik bir mükemmel (veya çok daha az bant sınırlı) kenara yönelik herhangi bir bant sınırlı gözlemin% 9'luk bir aşma oranına sahip olacağını söylüyor; Bunu anlamak için, kare dalganın kosinüs serisi temsiline bakmanızı ve 5 × 16 MHz'nin üzerindeki herhangi bir şeyden kurtulduğunuzda neyi keseceğinizi düşünmenizi öneririm (= kare dalganızın temel frekansı).

Mükemmel bir 16MHz kare dalgaya sahip 100MHz bir tuğla duvar filtreniz (ideal durum) varsa, göreceğiniz tek harmoniğin 1 (16MHz), 3 (48MHz) ve 5 (80MHz) olduğunu unutmayın. Bu ideal bir durumdur, ancak hesaplamaları yaparsanız sonucun gördüğünüzden çok uzakta olmadığını görürsünüz.

İdeal olmayan durumda, elbette, prob yükleme ve telafisi daha fazla bozucu etkiye sahip olacaktır ve dalga formu başlamak için mükemmel bir kare olmayacaktır.

Marcus Müller , bant genişliği sınırlı bir sinyalde çınlama artefaktları üreten Gibbs fenomeninden bahsediyor ve Cristobol Polychronopolis , 100 MHz bant genişliğinizin 16 MHz sinyalinizde üçüncü olan harmoniklerin genliğini azaltacağından bahsediyor.

Basitlik ve sadece dalga formlarında neler olup bittiğini anlamak için Cristobol'un sadece ilk üç harmoniğin ideal durumunu grafik olarak gösterebiliriz :

Bu mükemmel bir şey olduğunu unutmayın bir kare dalga verilirse mükemmel 100 MHz tuğla duvar filtresi ile kapsamı, gösterecektir. Yani hayır, dalga formlarında zil sesi gördüğünüzde kapsamınız kırılmıyor: problar ve analog ön uç tarafından verilen bozulmadan sonra gördüklerini ve sayısallaştırmadan önce kusurlu filtrelemeyi gösteriyor.

Bu, başa çıkmayı öğrenmeniz gereken bir şeydir: Bir devreyi bir osiloskopla incelediğinizde, devredeki o noktada dalga formlarını değiştirir (umarım çok fazla değildir) ve daha sonra probun ucu ile osiloskoplar arasında daha fazla bozulma meydana gelir. Görüntüle. Bundan kaçınamayacağınız için, özellikle nispeten yüksek frekanslı devrelerde bir 'kapsamı kullanıldığında hangi çarpıklıkların meydana gelebileceğinin iyi anlaşılması önemlidir.

Prob telafisi ve prob seçimi hakkında söylenenlere ek olarak, nominal hızda çalışan bir IC'den gelen 16MHz'lik bir sinyal, her zaman mükemmel bir kare dalga olarak görünecek kadar hızlı olmayacaktır. Bunu başarmak için 100MHz aralığında sinyalleri mükemmel şekilde işleyebilecek çıkış aşamalarını kullanmanız gerekir. MCU gibi bir IC'yi olabildiğince hızlı olacak şekilde tasarlamak yalnızca güç harcar ve EMC sorunları yaratır.