Qualität einer Rechteckwelle?

Eine Rechteckwelle kann durch Amplitude, Anstiegszeit, Abfallzeit, Ausbreitungsverzögerung, Versatz, Überschwingen, Asymmetrie und Droop bei AC-Kopplung definiert werden.

Wenn Asymmetrie bei hoher Frequenz sehr genau untersucht wird, ist sie aufgrund der Empfindlichkeit mit Spannungsschwellen mit langsamen Anstiegszeiten oft schwierig zu messen. Kann aber mit einem genauen Zeitintervallzähler oder DSO durchgeführt werden.

Anekdotische Erfahrung

Vor der Zeit der DSOs, als ich mit diesem Problem konfrontiert war, habe ich die genaue Korrelation zwischen der 2. Harmonischen und der %Asymmetrie durch Labortests bei niedrigen Frequenzen bestimmt, dann mit einem Spektrumanalysator den Inhalt der 2. Harmonischen bei sehr hohen Frequenzen gemessen und sehr genaue Ergebnisse erhalten . Eine perfekte Rechteck- und Dreieckwelle enthält keine geradzahligen Harmonischen, und wenn die 2. Harmonische um 20 dB niedriger ist, sieht sie auf einem Oszilloskop vielleicht ziemlich gut aus, hat aber tatsächlich eine schlechte Symmetrie, was für einige Anwendungen kritisch ist.

Ich vergesse, ob -23dB ein Fehler von 1% oder mehr war, aber so etwas. (Verzeihen Sie mir, es war vor 30 Jahren) Ich habe es verwendet, um Takt- und Datensymmetriefehler, Fehlerquellen bei der Magnetaufzeichnung und andere Anwendungen aufgrund von DC-Offset- oder Bias-Fehlern oder ungleichen Übergangszeiten zu messen.

Kannst du den Asymmetriefehler sehen? Es liegt etwa 35 dB unter der 2. Harmonischen.

Eine Rechteckwelle sollte genau das sein, quadratisch. Jede Abweichung von der Rechtwinkligkeit ist ein Qualitätsmangel. Unterschiedliche Anwendungen können Qualitätsstufen erfordern, daher gibt es keine einheitliche Definition von Qualität. Unterschiedliche Generierungsverfahren provozieren unterschiedliche Defekte, so dass ein für eine Anwendung akzeptables Generierungsverfahren für eine andere fehlen könnte.

Eine ideale Rechteckwelle hat vertikale Kanten ohne Rundung oder Überschwingen und horizontale Ober- und Unterseite. Die Erzeugung endlicher Bandbreite wird die Kanten schräg stellen und möglicherweise Überschwinger erzeugen. Die Hochpass-Wechselstromkopplung erzeugt eine Flanke oben und unten.

Der Arbeitszyklus sollte 50% betragen, was einfach ist, wenn Sie einen 2x-Takt mit einer Division durch 2 verwenden, aber schwieriger, wenn Sie eine Dreieckswelle und einen Komparator verwenden, um Ihre Rechteckwelle zu erzeugen.

Impuls n+1 sollte die gleiche Höhe wie Impuls n haben, daher benötigen Sie eine stabile Stromversorgung. Puls n+1 sollte die gleiche Breite wie Puls n haben, also brauchen Sie einen stabilen Takt.