¿Cómo puedo multiplexar mis sondas de osciloscopio?

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Digamos que tengo la tarea de medir el retardo de propagación de cada inversor en un inversor hexagonal 7404. Tengo un generador de impulsos, una fuente de alimentación y un osciloscopio con dos sondas, así que tengo todo lo que necesito para realizar esta medición. Si solo tuviera que hacer esto una vez, sería fácil conectar físicamente las sondas según sea necesario para realizar cada medición.

Ahora, digamos que me dieron 1000 de estos inversores y necesito hacer 6000 mediciones. Estoy atascado con el mismo equipo: generador de impulsos, fuente de alimentación, osciloscopio con dos sondas. Podría haber una mejor manera de decir esto, pero mi pregunta básica es: ¿qué técnicas puedo usar para multiplexar mis sondas de osciloscopio que no afectarán significativamente mis mediciones de retardo de propagación?

He estado jugando con el tema y generalmente bailo sobre este problema por un tiempo, así que he investigado y encontrado algunas maneras, cada una con algunas ventajas y desventajas:

  • Conmutadores analógicos y multiplexores son fáciles suficiente para que yo controle, pero no he podido encontrar los que tienen un ancho de banda de -3dB en cualquier lugar cerca de lo que necesitaría. Además, esta solución no se escala bien; no creo que sea una buena idea transmitir una señal a través de múltiples niveles de conmutación.
  • los relés de RF tienen un ancho de banda suficientemente alto y parece que se escalarían lo suficientemente bien como para un gran número de puntos de prueba, pero controlan los relés es un poco de un problema Incluso los relés de enganche necesitarían un chip controlador de relé y probablemente otra capa de PCB para encaminar todo.
  • Parece que todos los interruptores de RF requieren condensadores de bypass en la entradas y salidas y, en general, no les gusta DC, más el mismo problema de escala que los conmutadores analógicos.

Uno podría leer mi pregunta y decir: "bueno, ya conoce sus opciones, pruébelos todos y descubra cuál funciona mejor". Aprecio esto, pero sé que tiene que haber más de este problema de lo que yo podría saber. Quizás haya otras formas de hacerlo de las que mencioné anteriormente, o tal vez alguien que lea esto haya encontrado este problema exacto y pueda orientarme en la dirección correcta. Me estoy inclinando hacia los relés de RF en este punto.

    
pregunta TheNoonMoose

2 respuestas

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Los interruptores coaxiales, disponibles en lugares como teledyne y dow-key, tienen anchos de banda desde DC - > 20 GHz o más, baja pérdida de inserción (~ 0.2dB), impedancia de 50 ohmios, larga vida útil, pero tienen tiempos de conmutación más lentos (~ 10 ms) y son comparativamente voluminosos y muy caros. Cuestan más de ~ $ 100 cada uno por un solo interruptor SPDT. De mi investigación, si realmente necesitas un ancho de banda alto en DC, son el único juego en la ciudad pero son extremadamente caros para construir una matriz de interruptores. Dicho esto, es probable que sea mucho más barato que comprar más osciloscopios si satisfacen sus necesidades.

Me gustaría hacer un diagrama detallado de sus necesidades de cambio, requisitos de pérdida de inserción y retardo de inserción, determinar sus necesidades de ancho de banda (con mediciones de tiempo y un generador de impulsos, ¿realmente necesita hasta DC? ¿Necesita una impedancia de 50ohm? Si no es así Probablemente no necesite el ancho de banda de los interruptores coaxiales, y vaya desde allí. La mejor y más barata solución que pueda obtener dependerá en gran medida de esos factores.

    
respondido por el Mark
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Esta es solo una idea para comenzar, necesitará calibración, pero debería ser lo suficientemente buena una vez calibrada.

Si usa una compuerta OR exclusiva con una entrada conectada a la señal que va a su inversor y la otra entrada en la salida del inversor, obtendrá un pulso muy delgado que tiene un ancho equivalente al retardo de propagación. Ahora tiene que encontrar una puerta EX OR que sea mucho más rápida que su inversor para que los errores sean mínimos.

Qué hacer con la señal de la compuerta EX OR: póngala a través de un filtro de paso bajo y lea la salida con un DVM. Si el inversor fuera perfecto y lo manejara con 10MHz, la salida filtrada sería cero. Sin embargo, si hubiera un retraso en la proposición de 10 ns, esto daría como resultado un impulso de 10 ns dos veces cada 100 ns y la salida filtrada (si se usa un riel de 5 V) sería el 20% de 5 V = 1 V     

respondido por el Andy aka

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