¿Error causado por el alcance o el generador de funciones?

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Esta pregunta puede no ser válida, por favor disculpe mi ignorancia. Estoy teniendo dificultades para medir una onda cuadrada decente a 500kHZ. La siguiente imagen muestra una salida CMOS de 4 voltios con una frecuencia de 500 kHz conectada directamente al alcance mediante un cable BNC de 2 '.

Soy un estudiante de ingeniería, por lo que ambos equipos son más viejos y usados. Algo así como mi primer coche. El generador de funciones está hecho por BK Precision y está etiquetado como un generador de 5MHz. (Modelo: 4011). El alcance es un Tektronix 465B que está calificado para manejar al menos 5MHz. El generador de funciones tiene un TR y TF < = 120ps.

Manual de alcance

Manual del generador de funciones

Obviamente, la salida no está cerca de una onda cuadrada. La escala horizontal se establece en .5us. La misma salida genera una onda cuadrada a frecuencias mucho más pequeñas. ¿Hay alguna forma de saber de la imagen debajo de qué equipo es antiguo y debe reemplazarse primero? No puedo imaginar un mundo a 500 KHz.

¡Cualquier ayuda sería muy apreciada! Gracias por leer.

Imagen de salida http://itssimplydesign.com/outputwave.jpg

====== ACTUALIZACIÓN ====== 8:30 pm 2012.11.03

Intenté calibrar el osciloscopio, pero todas las pruebas resultaron estar bien. El tornillo de Trace Rotation estaba alrededor de un cuarto de grado por lo que ajusté la rotación un poco. El tornillo ASTIG ya estaba alineado para un enfoque óptimo. En la publicación original estaba usando BNC para pinzas de cocodrilo para probar el circuito. Acabo de ir al laboratorio y tomé una sonda Tektronix de 100 MHz para reemplazar los clips. La salida del generador de funciones es la misma ...

SIN EMBARGO .....

Cuando el generador de funciones está conectado a un inversor CMOS (ZVP4105A y ZVN2110A) con un condensador de 1pF, la onda de salida es una onda cuadrada perfecta. El circuito se muestra a continuación:

CMOS Inverter http://itssimplydesign.com/inverter.jpg

Todos los parámetros permanecieron iguales. El generador de funciones sigue produciendo una onda de entrada de 4 voltios 500 kHz *. La onda de entrada se ve exactamente como la primera imagen de arriba (diente de sierra). Sin embargo, la salida ahora es perfecta. (Ver imagen abajo). No tengo idea de cómo esto podría ser posible.

Salida de CMOS http://itssimplydesign.com/OutputWave_CMOS.jpg

¿Cómo puede un generador de funciones conectado directamente a un alcance producir una onda tan poco compensada pero cuando el mismo generador está conectado a una red resulta normal? ENSEÑARME!

  • Edita fyi: Mhz - > kHz.

====== Actualización # 2 ======== 3:07 am 2012.12.03

Después de las páginas y las páginas de mi informe final de laboratorio EE252, he llegado a varias conclusiones. Desafortunadamente, ninguna de las investigaciones sobre el apego al dolor tiene que ver con el contenido del informe real. Pero soy un perfeccionista que tiene que saber por qué las cosas hacen lo que hacen. Aquí están los cuatro escenarios diferentes que reuní con respecto a la amortiguación mostrada en las publicaciones anteriores.

Cuatro http://itssimplydesign.com/scope.png

Todas las formas de onda que se muestran en la imagen de arriba representan solo la forma de onda de entrada. Consulte el circuito CMOS en la primera actualización para referencia. La forma de onda (a) se produjo colocando un BNC en el clip de cocodrilo directamente en la puerta compartida. Feo, lo se La forma de onda (b) se formó colocando la sonda x10 directamente en el nodo de la puerta compartida. Es casi perfecto . La forma de onda (c) introduce una resistencia de terminación de 50 ohmios ( para equilibrar los generadores de funciones de impedancia de 50 ohmios ) entre la entrada y la puerta compartida. Esta medida también se tomó con los clips colocados directamente después de la resistencia de terminación. Supongo que el efecto de amortiguamiento continuo es causado por valores de resistencia defectuosos además de una impedancia de salida flotante. La forma de onda final, la forma de onda (c) se creó utilizando la combinación de una resistencia de 50 Ohm y la sonda. Fue interesante descubrir que la opción (b) proporcionó los mejores resultados. Supongo que aquí es donde el ajuste de la sonda entraría en juego. Me aseguraré de echar un vistazo en el futuro cercano.

    
pregunta atomSmasher

2 respuestas

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500kHz es una manera de superar la frecuencia máxima especificada para ondas cuadradas para este generador: 100kHz. Parece tener un RC monopolar de aproximadamente 3.5µs, que funcionaría muy bien para una onda cuadrada de 0.35 / (3.5µs) = 100kHz. La salida puede tener un LPF para la limitación de giro. Además, es una fuente de 50Ω, por lo que debe terminarse correctamente para evitar el timbre. Trate de usar las formas de onda TTL y CMOS, también. B & K ha elaborado este documento: Function & Guía del generador de forma de onda arbitraria .

El inversor CMOS externo no es una fuente de 50Ω, su impedancia de la fuente es de solo unos pocos ohmios (para corrientes bajas) debido a VCC y impedancias de tierra y FET RON resistencias equivalentes. Tenga en cuenta que el ciclo de trabajo de salida no es del 50% y los bordes están sonando.

    
respondido por el tyblu
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Osciloscopio antiguo pero excelente!

  • Es posible que la sonda del osciloscopio necesite un ajuste, pero de lo contrario el alcance es capaz de manejar esta señal.

  • La forma de onda muestra lo que probablemente se esperaría de un generador digital que se ejecute cerca del extremo superior de su rango de frecuencia.

Intente ajustar la sonda utilizada para dar una respuesta de onda cuadrada correcta. Encontrará un pequeño tornillo de ajuste en la sonda, al que se accede con un destornillador de brida de 1/8 "aproximadamente. Gire lentamente, no fuerce, realice un recorrido total de menos de 1 giro. Observe los resultados en esta forma de onda y ajústelos para obtener la mejor forma de tiempo de subida y luego use la forma de onda de salida de calibración en el alcance. Esto se encuentra en la mitad inferior de la imagen.

La forma de onda parece tener pasos genuinos de aproximadamente 50 ns de duración, que es lo que cabría esperar de un equipo digital con una velocidad de aproximadamente 5 Mhz. Tenga en cuenta que esto no es necesariamente "malo" y que los equipos modernos no serán necesariamente mejores si las especificaciones tampoco son mejores. Dependiendo de lo que esté haciendo esto puede ser muy aceptable. Mientras sepa las limitaciones de su equipo , a menudo puede aceptar su uso cerca de los límites y hacer los permisos adecuados.

Informe de vuelta.

ADDED:

Ha cambiado sustancialmente su pregunta y también ha realizado una observación que necesita comentarios:

La forma de onda de entrada definitivamente no es un diente de sierra. Parece ser un paso digital nominal de onda cuadrada con algunos límites de velocidad de giro en algún lugar.

La adición del inversor cambia la pregunta. La salida del inversor está diseñada para ser alta o baja y para girar rápidamente. Cuando se aplica la señal de entrada escalonada, la salida permanece baja a medida que la señal aumenta de nivel hasta que se alcanza un nivel de activación y luego la salida baja "rápidamente". Esto elimina el efecto escalonado.

La señal que se muestra no es una onda cuadrada perfecta. Tiene transiciones no verticales y algunas "cosas suceden" en los puntos de transición. Si ese ámbito tiene una función de limitación de ancho de banda) puede haber un botón o interruptor para encenderlo y apagarlo. Compruebe: si lo encuentra, asegúrese de que esté desactivado.

Calibración de la sonda del osciloscopio:

De este excelente página de calibración del osciloscopio

    
respondido por el Russell McMahon

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