Oszilloskopsonde mit Klingeln mit 10-facher Option

Wie @ user2233709 sagte, passen Sie zuerst die Kompensation Ihrer Sonde an . Wenn die Kompensation nicht richtig eingestellt ist, sehen Sie auf dem Oszilloskop keine vernünftige Spur.

Zweitens wird ein 50-MHz-Oszilloskop keine gute Arbeit leisten, um eine 25-MHz-Rechteckwelle anzuzeigen; es hat nicht genug Bandbreite. Wenn Sie sich die Fourier-Reihe einer 25-MHz-Rechteckwelle ansehen, hat sie alle ungeraden Vielfachen von 25 MHz: 75 MHz, 125 MHz usw. Ein 50-MHz-Oszilloskop rollt diese Hochfrequenzsignale ab, und das Ergebnis ähnelt eher einer Sinuswelle.

Drittens, da das Signal mit der 1X-Sonde ziemlich wie eine Sinuswelle aussieht, deutet dies darauf hin, dass Ihre Schaltung von dieser Sonde belastet wird. Aus diesem Grund wechseln Sie zu einer 10X-Sonde, aber selbst dann kann es eine zu große Last sein, und das Signal nur zu betrachten, kann es verzerren.

Höchstwahrscheinlich ignorieren Sie die nicht angepasste Sondenimpedanz mit einem langen Erdungskabel zum Clip. Alle Anstiegszeiten < 50 ns müssen ohne Erdungsklemme und -spitze unter Verwendung der Spitze und des Zylinders durchgeführt werden, da andernfalls die Sondeninduktivität dem Signal hinzugefügt wird und bei einer typischen langen Sondenmasse bei beispielsweise 50 MHz klingelt.

Dies setzt voraus, dass die Anstiegszeit und das Überschwingen bereits in der Sonde kalibriert sind und dieser Filter 1. Ordnung dieses Klingeln nicht beeinflusst, abgesehen von einer geringfügigen Verstärkungsänderung mit Cadj.

Ein Drahtdurchmesser von 1 mm mit einer Länge von 100 mm entspricht etwa 100 nH und ein Durchmesser von 2 mm (oder 2 % der Länge) beträgt etwa 10 % weniger und eine Dicke von 0,1 mm (D = 0,1 % der Länge) entspricht etwa 150 nH.

Während zwei parallele Ls immer 1/2 Induktivität mit demselben D / l-Verhältnis eines einzelnen Drahts sind.

Es ist die Kabelkapazität und die Induktivität des Erdungskabels und Ihre Testmethode sind schuld.

Richtige 200-MHz-Messmethode für Lehrbuchwellenformen aus idealer Quelle.

Twisted Pair von etwa 120 Ohm ist eine andere Methode. Die Impedanz ist das Verhältnis von Leiterdurchmesser zu Lückenmasse oder benachbartem Signal. z. B. kann die Leiterbahnbreite/Lücke bei einem Dielektrikum mit e=4 etwa 50 Ohm betragen.

Natürlich tun lange Steckbrettdrähte dasselbe.

NB: Es ist NICHT die Differenzkapazität der Sonde an der Spitze mit 10 M, sondern das gesamte Koaxialkabel zum Bereich bei etwa 20 pF/ft oder 60 pF/m, sodass ein 1 m langes Koaxialsondenkabel mit ~ 60 pF und 100 nH 10 cm Erdungsklemme etwa 60 MHz klingelt (mental calc, U check)

Gute Tastköpfe haben einen variablen Kondensator, um die interne Kapazität des Eingangs des Oszilloskops zu kompensieren. Sie sollten es mit dem Testsignal einstellen, das gute Oszilloskope liefern.

Der Kondensator des Oszilloskops verhält sich wie ein 1-MΩ-Widerstand parallel zu einem Kondensator mit wenigen pF. Eine 10×-Sonde ist ein 9-MΩ-Reihenwiderstand, der mit dem Eingang des Oszilloskops einen 1:10-Spannungsteiler bildet. Aber es baut auch einen Tiefpassfilter mit der internen Kapazität auf. Daher wird ein Kompensationskondensator parallel zum 9-MΩ-Widerstand hinzugefügt, sodass der Spannungsteiler frequenzneutral ist.

Wenn dieser Kompensationskondensator zu niedrig ist, erhalten Sie einen Tiefpassfilter. Wenn es zu hoch ist, erhalten Sie einen Hochpassfilter (was Sie erhalten).

Ist das eine 1x/10x umschaltbare Sonde? Wenn dies der Fall ist, erhält Ihre Sonde wahrscheinlich nicht die Nennbandbreite im 1x-Modus, sodass Sie nur die Grundfrequenz erhalten, und zwar eine ziemlich gedämpfte. Weitere Informationen finden Sie in diesem Video von EEVblog Dave L. Jones:

https://www.youtube.com/watch?v=OiAmER1OJh4

Für das 10x: Die Fourier-Analyse lehrt uns, dass eine Rechteckwelle viel hochfrequenten Inhalt hat. Dies bedeutet, dass Ihre 25-MHz-Rechteckwelle auch Frequenzkomponenten bei 75, 125, 175, ... MHz hat. Dies könnte auch zu einem ziemlich verzerrten Signal führen - Ein kurzer Blick scheint darauf hinzudeuten, dass Sie nur die erste und dritte Harmonische haben (Rechteckwelle hat ungerade Harmonische). Stellen Sie außerdem sicher, dass Ihre Sonde gut eingestellt ist. Die meisten Tastköpfe haben einstellbare Kompensationskondensatoren. Sie müssen diesen Kondensator (idealerweise mit einem Teflon- oder Nylon-Schraubendreher) mit den Kompensationsanschlüssen am Oszilloskop optimieren - das gesamte Verfahren hier zu erklären, würde den Rahmen dieser Seite sprengen (hah, sehen Sie, was ich dort gemacht habe).

Hier ist das Modell der 10X-Oszilloskopsonde (unter Verwendung nur des LRC-Modells);

Der IC hat 31 Ohm Rout, der für die Dämpfung sorgt.

Die Sonde hat 15 pF und 100 nH (das Erdungskabel).

Das Klingeln beträgt etwa 300 MHz.

In Ihrem Fall vermute ich, dass das FPGA VDD- und GND-Klingeln hat, die der Ausgangstreiber Rout filtert, wenn er mit 200 pF geladen wird? X1-Sonde.

Können Sie einen der auf logisch "0" gesetzten Ausgänge untersuchen, um GND zu sehen, oder auf logisch "1" setzen, um interne VDD zu untersuchen, während das FPGA seine Taktung fortsetzt?

Das Klingeln, das Sie im 10:1-Sondenmodus sehen, ist das, wie das Signal tatsächlich aussieht. Die 1:1-Einstellung ist im Allgemeinen stark bandbreitenbegrenzt, sodass diese höheren Frequenzkomponenten nicht an das Oszilloskop weitergeleitet werden.

Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, warum dies wichtig ist, können Sie sich den YouTube-Kanal von Keysight Oscilloscopes ansehen. Ich habe in den letzten Videos über diese beiden Probleme gesprochen. https://www.youtube.com/keysightoscilloscope