¿Calidad de una onda cuadrada?

Una onda cuadrada se puede definir por la amplitud, el tiempo de subida, el tiempo de caída, el retardo de propagación, el sesgo, el sobreimpulso, la asimetría y la caída si AC está acoplada.

Cuando se examina la asimetría con mucha precisión a alta frecuencia, a menudo es difícil de medir debido a la sensibilidad con el umbral de voltaje con tiempos de subida lentos. Pero se puede hacer con un contador de intervalo de tiempo o DSO precisos.

Experiencia anecdótica

Antes del tiempo de los DSO, cuando enfrenté este problema, determiné la correlación exacta entre el 2º armónico y el% de asimetría mediante pruebas de laboratorio a baja frecuencia, luego usé un analizador de espectro para medir el contenido del 2º armónico a frecuencias muy altas y obtuve Resultados muy precisos. Las ondas cuadradas y triangulares perfectas están desprovistas de elementos armónicos uniformes y, si el 2º armónico desciende 20 dB, puede parecer bastante bueno en cuanto a alcance, pero en realidad tiene una simetría pobre, lo que es fundamental para algunas aplicaciones.

Olvido si -23dB fue 1% de error o más, pero algo como esto. (perdóneme que fue hace 30 años) Lo utilicé para medir errores de simetría de reloj y datos, fuentes de error en la grabación magnética y otras aplicaciones debido a errores de desviación o polarización de CC o tiempos de transición desiguales.

¿Puedes ver el error de asimetría? Se trata de 35dB en el segundo armónico.

Una onda cuadrada debería ser solo eso, cuadrada. Cualquier desviación de la cuadratura es una falta de calidad. Las diferentes aplicaciones pueden requerir niveles de calidad, por lo que no existe una definición de calidad. Los diferentes métodos de generación provocan diferentes defectos, por lo que un método de generación aceptable para una aplicación podría faltar para otra.

Una onda cuadrada ideal tendrá bordes verticales sin redondeo ni rebasamiento, y parte superior e inferior horizontales. La generación de ancho de banda finito inclinará los bordes y, potencialmente, creará rebasamientos. El acoplamiento de CA de paso alto colocará una pendiente en la parte superior e inferior.

El ciclo de trabajo debe ser del 50%, lo que es fácil de hacer si usas un reloj 2x con una división por 2, pero más difícil si usas una onda triangular y un comparador para generar tu onda cuadrada.

El pulso n + 1 debe tener la misma altura que el pulso n, por lo que necesita una fuente de alimentación estable. El pulso n + 1 debe tener el mismo ancho que el pulso n, por lo que necesita un reloj estable.