Muss die Bandbreite eines Oszilloskops der Taktrate des Mikrocontrollers/Prozessors entsprechen oder diese überschreiten?

Beim Kauf eines Oszilloskops für den Heimgebrauch habe ich die Fragen hier in Bezug auf die Bandbreite gesehen. Ich interessiere mich für das Prototyping von Mikroprozessoren mit Taktraten von über 800 MHz, aber ich sollte kein Oszilloskop mit dieser Bandbreite benötigen, richtig? Nur für die externen Busse/Peripheriegeräte. Wenn also der Speicherbus 100 MHz beträgt, brauche ich ein Oszilloskop mit einer Bandbreite von mindestens 100 MHz usw. Habe ich die richtige Idee??

Wenn Sie daran interessiert sind, mit 800 Mhz + MCUs zu spielen, sollten Sie damit rechnen, mehr als 50.000 US-Dollar in Tools zu investieren. Sie sind nicht trivial.
Ich sehe, die gleichen Tools (Oszilloskope, Analysatoren usw.), nur höhere Bandbreite? Ich weiß, dass die Kosten fast exponentiell steigen, wie es scheint.
Es sind andere Dinge. MCUs in diesem Geschwindigkeitsbereich sind alle viele, viele Pin-BGAs, sodass Sie Röntgeninspektionseinrichtungen für die Montage benötigen (oder sie auslagern können - TEUER). Außerdem benötigen Sie aktive Sonden, um Ihre Busse nicht herunterzuladen, und Sie sollten sich wahrscheinlich für Marken-Tools (z. B. Agilent) entscheiden, damit Sie Zugang zum Support haben.

Antworten (3)

Prozessoren sind komplexe Chips in Bezug auf ihre Uhr: Sie verwenden einen Quarz/Oszillator als primäre Taktquelle. Aber diese primäre Taktquelle ist niedriger als 100 MHz, daher wird eine PLL verwendet, um das Taktsignal zu multiplizieren und zu "reinigen". Dann wird der Takt in zwei Bereichen verwendet: Kerntakt und Bus/Peripherietakt, wobei der Kerntakt mit der höchsten Frequenz läuft.

Soweit ich gesehen habe, ist die Kernuhr selten auf einen Pin geführt, sodass man sie nicht beobachten kann. Und eigentlich ist es uns egal, ob es extern verfügbar ist oder nicht: Sie haben auch keinen Zugriff auf die interne CPU.

Wichtig ist also, was in den Chip hinein- und hinausgeht, nicht was drin ist. Welche Bus- und Kommunikationsprotokolle werden verwendet? Was sind ihre Geschwindigkeit und Bandbreite? Sind sie seriell/parallel/differenziell?

  • Bandbreite des Oszilloskops:

Wie Rolf Ostergaard sagte: B W = 0,35 T R ich S e

Wenn Sie die Anstiegszeit nicht kennen, z. B. wenn im Datenblatt keine minimale Anstiegszeit angegeben ist, haben Sie zwei Fälle:

  • Schneller Blick auf ein Signal: In diesem Fall ist mindestens die 5-fache Signalfrequenz gut.
  • Detaillierte Beobachtung (Anstieg/Abfall, Messung): In diesem Fall sind 10 Mal erforderlich (wie AngryEE sagte)

Das versuche ich bei der Arbeit, aber meistens habe ich ein 500 MHz / 1 GHz Oszilloskop für Signale unter 50 MHz, also bin ich immer gut

  • Oszilloskop-Abtastrate:

Überprüfen Sie einfach, ob die Abtastrate das 3- bis 4-fache der Bandbreite des Oszilloskops (oder Ihrer Signalfrequenz) beträgt.

  • Sonden:

Sonden nicht vergessen! Überprüfen Sie auch ihre Bandbreite. Da Signale über 100 MHz häufig differentiell sind, benötigen Sie möglicherweise einen differentiellen Tastkopf.

Eine gute Funktion bei der Suche nach Glitch ist FastAcq (Tektro), WaveStream (Lecroy): Dies ist eine statistische Darstellung der Wellenformen.

Logikanalysatoren werden nicht verwendet, um eine Wellenform zu beobachten, sondern um Timings zu analysieren, daher der Name. Mit einem Oszilloskop überprüfen Sie die Signalintegrität des Takt- und Datensignals Ihres Busses, während Sie mit Ihrem Logikanalysator die Timings überprüfen.

Oszilloskope werden oft mit einer bestimmten Bandbreite verkauft, z. B. Rigol DS2202, 200 MHz, aber die Abtastrate beträgt 2 GSa/s auf einem Kanal und 1 GSa/s auf zwei Kanälen. Ist es, wie oben erwähnt, immer noch die Bandbreite, die 5-10x betragen muss, oder ist es die Samplerate des Oszilloskops?
BW wird mit der Anstiegszeit Ihres Signals berechnet, wenn Sie also Signale mit einer niedrigen Anstiegszeit beobachten möchten, wenn Ihr Oszilloskop eine niedrige Bandbreite hat, können Sie den Anstieg nicht richtig sehen. Das von Ihnen erwähnte Rigol-Beispiel ist nützlich, wenn Sie einen "Glitch" erfassen möchten, aber immer noch durch die Bandbreite eingeschränkt sind ... Wenn Sie ein 100-MHz-äquivalentes Anstiegszeitsignal beobachten und vermuten, dass ein Glitch bei 500 MHz auftritt äquivalenter Anstiegszeit ist die BW limitierend. Wenn Sie jedoch 10 Perioden eines äquivalenten Anstiegszeitsignals von 10 MHz beobachten, können Sie bei 2 GSa / s einen "schnellen" Störimpuls erkennen.

Die Bandbreitenangaben auf einem Oszilloskop gelten nur für Sinuswellen. Wenn Ihr Oszilloskop beispielsweise eine Bandbreite von 100 MHz hat, bedeutet dies, dass es keine Probleme mit 100-MHz-Sinuswellen hat. 100-MHz-Rechteckwellen sind eine andere Sache - im Allgemeinen benötigen Sie die 10-fache Bandbreite, um eine Rechteckwellenform gut zu sehen. Damit eine 100-MHz-Rechteckwelle gut auf Ihrem Oszilloskop angezeigt wird, benötigen Sie eine Bandbreite von 1 GHz.

Thnx, 1-GHz-Oszilloskope sind ziemlich teuer, wäre ein Logikanalysator für so etwas am besten?
Ich würde zuerst mit einem Logikanalysator gehen. Ich finde eines nützlicher (aber ich arbeite hauptsächlich an Projekten im niedrigen MHz-Bereich) als ein Oszilloskop.
@Renan Wollen Sie damit sagen, dass Logikanalysatoren billig sind? ;Ö)
Und um eine Bandbreite von 1 GHz zu erhalten, benötigen Sie eine Abtastrate von mindestens 2,5 GHz und wahrscheinlich höher, wenn es sich um ein digitales Oszilloskop handelt. (Sie können meinen Tek2465b aus meinen kalten, toten Händen hebeln!)
@ MDMoore313 - Logikanalysatoren und Oszilloskope sind unterschiedliche Werkzeuge. Du wirst wahrscheinlich beides brauchen .

Wenn Sie ein Oszilloskop für digitales Zeug kaufen, sollten Sie wirklich darüber nachdenken, welche Anstiegs-/Abfallzeiten Sie sehen möchten.

Verwenden Sie die Formel BW (GHz) = 0,35/t_rise (ns), um eine Vorstellung von der 3-dB-Bandbreite dieser Flanke zu bekommen.

Moderne Teile wie DSPs, Speicher, FPGAs usw. haben leicht Anstiegs- / Abfallzeiten von bis zu 200 ps, ​​was bedeutet, dass Sie mindestens 0,35 / 0,2 = 1,75 GHz Bandbreite in Sonde und Oszilloskop benötigen. Dies erklärt, warum Oszilloskope mit einer Bandbreite von 2 GHz heutzutage in professionellen Setups sehr beliebt zu sein scheinen.

Das ist nicht billig und Sie können mit weniger auskommen - denken Sie nur daran, dass Sie die schnellen Kanten möglicherweise nicht vollständig sehen können.

Danke, genau das was ich gesucht habe. Macht eigentlich Sinn, Anstieg/Abfall ist das, was Sie sehen wollen.
Muss die Bandbreite eines Oszilloskops der Taktrate des Mikrocontrollers/Prozessors entsprechen oder diese überschreiten?
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