¿Qué puede reducir el exceso de conexión y el sonido en un generador de pulso de onda cuadrada simple?

Según otras respuestas y comentarios, me centré en reducir el exceso con algunas de las sugerencias proporcionadas.

Hice lo siguiente:

• acortó los cables que van y vienen de la placa,
• compensación ajustada en las sondas (una estaba ligeramente compensada)

Esto redujo el sobreimpulso medido de ~ 2.4V a 1.8V (sobre 5V).

Sin embargo, la sugerencia de @ AndrejaKo tuvo el mayor efecto. Puse el resorte de tierra de la punta en la sonda y lo medí de nuevo, esta vez solo veo un exceso de 680mV.

Hasta que este circuito esté soldado a una PCB, ciertamente no espero mucho mejor. Pero esta es una mejora significativa del original.

Midiendo la salida de onda cuadrada en el pin 2:

Caminodetierracortoconresortedepunta:

La foto hace que parezca que la resistencia está tocando el resorte del suelo, pero no lo está.

No estoy convencido de que el rebasamiento haya sido realmente tan alto como lo medido (o incluso que esté realmente a 680 mV), pero que los métodos de medición inadecuados han sido los culpables. Sin embargo, aunque no haya nada más, esto ha demostrado definitivamente que tratar de medir eventos de alta velocidad realmente requiere atención a cosas como la longitud del cable (impedancia), la capacitancia parásita y el análisis cuidadoso.

Nota: eliminé las resistencias de los otros cinco activadores de Schmitt para la foto; los resultados fueron básicamente los mismos con / sin ellos.

Por el aspecto de las nuevas trazas de alcance agregadas a la pregunta, específicamente la traza Vcc, parece que el timbre se origina en una regulación deficiente de la oferta en el punto de uso , probablemente no en el banco de salida de la oferta. Si bien los cables más cortos de la fuente de alimentación del banco ciertamente ayudarán a reducir la inductancia del cable, eso no será suficiente cuando la transición sea tan aguda como la que usted está buscando.

• Agregue un condensador pesado en la placa de pruebas a través de los rieles de suministro, el más cercano al IC: Comience con 100 uF.
• En paralelo con el condensador de desacoplamiento de 0.1 uF que se muestra en su esquema, y al tocar los pines de suministro del Gatillo Schmitt, agregue un condensador electrolítico de 10 uF.
• Recorte los cables de los 3 condensadores por encima del mínimo que todavía hará contacto positivo con los contactos de la placa de pruebas. Esos cables están agregando la inductancia que no quieres.
• Agregue una carga de la salida que está leyendo al pin de tierra, lo más cerca posible del pin de salida: 220 ohmios deben estar bien, y nuevamente, los cables deben recortarse al mínimo.

• Si absolutamente debe evitar sobrepasar / inflar más allá de unos pocos cientos de milivoltios, agregue diodos Schottky de señal pequeña desde el pin de salida a los pines de alimentación y tierra, por lo tanto:
  

  

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

• Esto asegurará que el pico en el borde ascendente y el canal en el borde descendente del anillo son amortiguados; habrá algún efecto en el canal / pico respectivo del anillo también debido a que el exceso de energía de los picos es disipado a través de los diodos.
• Finalmente, el tablero, debido a la naturaleza de su construcción, introduce capacitancia, inductancia y todo tipo de acoplamiento parásito. Incluso un simple perf-board lo hará mejor. Los cables largos y simples exacerban este problema, especialmente en las frecuencias altas / transiciones agudas, donde incluso un cable simple es una fuente de acoplamiento y timbre inductivo.

Estoy escribiendo esto como una respuesta porque no pensé que hubiera suficiente espacio en los comentarios. Habiendo dicho eso, es probable que varios de los puntos que estoy haciendo sean la causa de tus problemas: -

¿Está utilizando una sonda de alcance x10? ¿Cómo se ve la salida del pin 2? Los disparadores de schmitt no se activarán todos en el mismo punto en una onda cuadrada con forma mala del pin 2. Puedo ver evidencia de esto en el rastreo del alcance: comienza a asentarse y luego vuelve a dispararse. El desacoplamiento de las virutas de la imagen es un poco inestable.

¿Está utilizando realmente el 7414s? Recomiendo el 74AC14 para obtener la mejor velocidad, también verifique la corriente de salida que pueden suministrar estos dispositivos; en particular, es posible que algunos dispositivos no produzcan un O / P decente en la sección del oscilador dada la carga de 6k8 y 5 otras entradas.

Si desconectó uno de los resistores 220R y colgó el alcance directamente en la salida (por ejemplo, el pin 4), ¿qué aspecto tiene?

¿Qué Vcc está utilizando? dice que el exceso es de 200 mV en la cima del pico de 500 mV, esto parece extraño, ¿está seguro de que todos los inversores están cambiando? De un suministro de 5 V esperaría ver un pico de 5 V con cualquier exceso sobre esto.

Alimento para el pensamiento.

Tienes un problema con la fuente de alimentación. La Edición 3, que muestra VCC (amarillo) y el nodo OUT (azul) es la pistola humeante. Agregue capacitancia entre el VCC y el riel de alimentación, lo más cerca que pueda de los pines IC. Los cables del condensador son actualmente demasiado largos. Yo usaría unos 100 electrolíticos de microfaradios, omitidos con una tapa de película de microfaradios de .01 y una cerámica pequeña, por ejemplo, 600 pF. Alinéelos lo más cerca posible de los pasadores y, si puede, coloque el más pequeño a la derecha en los pasadores. Por cierto, muchos amplificadores de audio muestran este mismo problema. Puede probarlos conectando un altavoz entre VCC y tierra, en serie con un límite de valor pequeño para bloquear DC. Escucharás música en los rieles de suministro. Tu objetivo es reducir o eliminar esta música.