Выбираем цифровой осциллограф

Что мерить, чем мерить, как мерить. И, естественно - зачем мерить...

При поддержке компании ПРИСТ


Ответить
Первый раз сказал Мяу!
Аватара пользователя
Сообщения: 29
Зарегистрирован: Вт апр 16, 2019 12:39:23

Сообщение Ratatoskr »

Так точно. Из даташита: типовое значение длительности переднего и заднего фронтов на выходе портов ввода/вывода PIC18F452 составляет 10 nS (критерий нарастания не указан).
Реклама
Говорящий с текстолитом
Сообщения: 1662
Зарегистрирован: Вт май 18, 2010 20:53:45

Сообщение Прист »

[uquote="Ratatoskr",url="/forum/viewtopic.php?p=3620368#p3620368"]Так точно. Из даташита: типовое значение длительности переднего и заднего фронтов на выходе портов ввода/вывода PIC18F452 составляет 10 nS (критерий нарастания не указан).[/uquote]
100 МГц осциллографа вам хватит
Реклама
Первый раз сказал Мяу!
Аватара пользователя
Сообщения: 29
Зарегистрирован: Вт апр 16, 2019 12:39:23

Сообщение Ratatoskr »

Правильно ли я понимаю, что "хватит" - это не только посмотреть форму сигнала без заваленных фронтов, но и измерить время нарастания/спада фронта с погрешностью в 3%.

Гм, а для МК nRF9160: 2 nS (по критерию 10%-90%). Для сигнала с такой длительностью нарастания нужен осцилл. на 200 MHz или 500 MHz?
суммарное время нарастания - это:
или корень квадратный из суммы квадратов времен нарастания составляющих системы
или корень квадратный из разности квадратов времен нарастания составляющих системы
зависит что и куда считаете
если соотношение времен нарастания 1/3 то квадрат этого значения 1/9 или 0.111, а как известно величинами меньше 0.1, при определении соотношений, можно пренебречь
Все еще пытаюсь понять, почему же вы поделили именно на 3, а тектрониксы - на 5. :write:
СпойлерНаписанное вами привело меня к книге Говарда Дж."Конструирование высокоскоростных цифровых устройств". Нашел применение этих формул в примерах на стр. 137. Гм, "сумма квадратов" вычисляет результирующие время нарастания сигнала с учетом искажений вносимых осцилл. и пробником, т.е то, что по факту выдаст осциллограф на экране. "Разность квадратов" идет от обратного: по значению, которое уже выдал осциллограф вычисляет фактическое время нарастания сигнала, т.е поданного на вход. Но к чему вы их упомянули? Формулы полезные, но сообразить почему вы поделили время нарастания входного сигнала на 3, а тектрониксы - на 5, увы, не получается. :dont_know:

На стр. 137 в Примере 3.1 более точная версия формулы времени нарастания х-ки осцилл.:
0.338 / полоса пропускания, это так? А то в блогах и статьях везде 0.35. К книге больше доверия.

Стр. 571: 1/3 (если точнее 0.339), как я понял из текста, это коэффициент связывающий частоту осцилл. с временем нарастания осцилл. по уровню 10%-90%: "разделите фактическое значение частоты, соответствующей уровню -3 dB, на этот коэффициент, и вы получите значение времени нарастания по уровню 10-90%". Ок. Получается какая-то ерунда - не могу согласовать размерность единиц измерения:
100 MHz / 0.339 ≈ 300. 300 чего? Ведь должно было получится около 3-3.5 nS.
Последний раз редактировалось Ratatoskr Вс апр 21, 2019 11:48:40, всего редактировалось 3 раза.
Мудрый кот
Сообщения: 1771
Зарегистрирован: Пн июн 12, 2017 13:29:46

Сообщение oldbulb »

[uquote="Ratatoskr",url="/forum/viewtopic.php?p=3620545#p3620545"]для МК nRF9160: 2 nS (по критерию 10%-90%). Для сигнала с такой длительностью нарастания нужен осцилл. на 200 MHz или 500 MHz?[/uquote]
446 МГц.
Реклама
Эиком - электронные компоненты и радиодетали
Открыл глаза
Сообщения: 50
Зарегистрирован: Пт окт 23, 2009 18:51:16

Сообщение инженегра »

[uquote="Ratatoskr",url="/forum/viewtopic.php?p=3620545#p3620545"]100 MHz / 0.339 ≈ 300. 300 чего? Ведь должно было получится около 3-3.5 nS.[/spoiler][/uquote]

Если продолжить - 300- это в МГц, 1/300Мгц - 3,3(3)нс
Реклама
Первый раз сказал Мяу!
Аватара пользователя
Сообщения: 29
Зарегистрирован: Вт апр 16, 2019 12:39:23

Сообщение Ratatoskr »

Вы правы. Еще раз перечитал тот абзац: F * T = 1/3 -> T = 1/3*F. :oops: Все сошлось.
446 МГц
Все равно округлять до 500 при покупке. У меня по агилентам 475 получилось - тоже в сторону 500; а по формуле взаимосвязи между собственным временем нарастания осциллографа и его полосой - снова ерунда:
T = 0.35 / полоса осциллографа = 0.35 / 200 = 1.75 nS или 0.35 / 300 = 1.16 nS - якобы хватит и 300 и даже 200 MHz.
Пока что я делаю вывод, что этой формулой для выбора осцилл. (как присоветовали в одном блоге) пользоваться нельзя. Жду, что ответит Прист (по его методу требуемая переходная х-ка прибора составит:
2 nS / 3 ≈ 667 pS, а это наверно даже больше 500 MHz по полосе). У тектрониксов более жёсткий коэффициент - они на 5 делят (2/5 = 400 pS) - ну это вообще пушка.

ЧОРД, я кажется понял почему он поделил на 3:
формула из книги: T = 1/3*F = 1/3*500 MHz = 1/1500 ≈ те же 667 pS Не?
Какого лешего тогда тектрониксы на 5 делят? Это сговор! :)
Реклама
Говорящий с текстолитом
Сообщения: 1662
Зарегистрирован: Вт май 18, 2010 20:53:45

Сообщение Прист »

[uquote="Ratatoskr",url="/forum/viewtopic.php?p=3620545#p3620545"]но сообразить почему вы поделили время нарастания входного сигнала на 3, а тектрониксы - на 5, увы, не получается.[/uquote]
потомучто Тек говорит о гамониках, а я о соотношении времен наастания
Первый раз сказал Мяу!
Аватара пользователя
Сообщения: 29
Зарегистрирован: Вт апр 16, 2019 12:39:23

Сообщение Ratatoskr »

Так цифры то разные по частоте получаются :)). Так сколько по вашему, 200 или 500 для 2 nS (10%-90%)? От ответа зависит, что я запишу в свой миниконспект (формулу из той самой книги в качестве притчи во языцех). Вопрос провокационный, да. Что лучше выбирать в качестве критерия выбора полосы пропускания: захват до 9 гармоники или численное значение крутизны фронта?
Мудрый кот
Сообщения: 1771
Зарегистрирован: Пн июн 12, 2017 13:29:46

Сообщение oldbulb »

Вы пытаетесь натянуть сову полосы на глобус нарастания. А надо просто взять прибор, у которого в параметрах чётко написано, что он обеспечивает погрешность 3% при измерении времени до 2 нсек, и соответственно, в отчётах по измерениям указывать данное средство измерения. А если вам не для метрологии, а просто для себя - берите 200, если денег нет, и 500 - если деньги есть.
Говорящий с текстолитом
Сообщения: 1662
Зарегистрирован: Вт май 18, 2010 20:53:45

Сообщение Прист »

[uquote="Ratatoskr",url="/forum/viewtopic.php?p=3620695#p3620695"]захват до 9 гармоники или численное значение крутизны фронта?[/uquote]
вы никак не можете врубиться в смысл того, что вам толкуют
берите осциллограф, который захватывает 9 гармоник, денег переплатите, но точно хуже не будет
Первый раз сказал Мяу!
Аватара пользователя
Сообщения: 29
Зарегистрирован: Вт апр 16, 2019 12:39:23

Сообщение Ratatoskr »

Вы пытаетесь натянуть сову полосы на глобус нарастания.
Я? :twisted: Сударь, смотрите как минимум сюда (в самый конец пункта 1):
СпойлерМеандры имеют достаточно крутые временные подъемы и спады. Есть простое правило, чтобы узнать необходимую полосу пропускания для вашего прибора, если эти подъемы и спады важны для вас. Для осциллографа с полосой пропускания ниже 2.5ГГц, крутой подъем (спад) может измеряться как 0.35, деленное на ширину полосы частот. Так, осциллограф 100МГц может измерять подъем до 3.5нс. Для осциллографа от 2.5ГГц до 8ГГц, используйте 0.4, деленное на ширину полосы частот и для осциллографов выше 8ГГц, используйте 0.42, деленное на ширину полосы частот. Если ваш подъем является начальной точкой для вычислений, то используйте обратную схему: если вам нужно измерить подъем 100пс, вам необходим осциллограф с полосой пропускания 0.4/100пс = 4ГГц.
- таки натянули, тектрониксы также ее натягивают (смотрите их брошюрку - рис.46 - тупо подставляют в формулу для времени нарастания осцилл. время нарастания сигнала; хоть и советуют выше не выделываться, а "взять и поделить на 5"). Но тогда бред получается, вы сами это видели. Лучше уж поделить на 5, бесспорно. Теперь мне стало ясно, почему агиленты сразу предупредили, что путать понятия времени нарастания сигнала и прибора ни в коем случае нельзя.

Ладно, с частотой разобрались: считаем по формулам агилентов, косвенно контроллируем рассчитанное делением на 3 времени нарастания своего самого быстрого сигнала и сопоставляем полученный результат с временем нарастания прибора (лучше рассчитанным не по формуле, а сразу взятым из технич. паспорта).
А если вам не для метрологии, а просто для себя - берите 200, если денег нет, и 500 - если деньги есть.
Так то оно так, только моя позиция такова: прежде чем деньги тратить на такой прибор, эти траты нужно обосновать и желательно в виде формул - кушать и спать спокойней буду.
вы никак не можете врубиться в смысл того, что вам толкуют
Но почему, сегодня я узнал отчего вы поделили на 3, теки на 5, а агиленты предупреждали об опасности перепутать кислое с длинным. Все идет по плану. Спасибо за терпение.

Я понимаю что вам всем не хочется тратить время на математически деградировавших нубов, да еще черт знает по какому кругу. Мне же, после кучи часов чтения и гугления, жаль все это бросить не разобравшись до конца.
Говорящий с текстолитом
Сообщения: 1662
Зарегистрирован: Вт май 18, 2010 20:53:45

Сообщение Прист »

[uquote="Ratatoskr",url="/forum/viewtopic.php?p=3620851#p3620851"]Все идет по плану. Спасибо за терпение.[/uquote]
ну теперь постигайте науку - как гармоники зависят от формы и частоты сигнала и какое к этому имеет отношение время фронта/среза сигнала
Первый раз сказал Мяу!
Аватара пользователя
Сообщения: 29
Зарегистрирован: Вт апр 16, 2019 12:39:23

Сообщение Ratatoskr »

Вы, пожалуйста, только не издевайтесь - если я в своем предыдущем посте, категорически неверно рассудил по методу расчета частоты - скажите сразу.
Говорящий с текстолитом
Сообщения: 1662
Зарегистрирован: Вт май 18, 2010 20:53:45

Сообщение Прист »

[uquote="Ratatoskr",url="/forum/viewtopic.php?p=3620859#p3620859"]скажите сразу.[/uquote]
https://www.radiokot.ru/forum/viewtopic ... 1#p3620821

вот так ваш импульс с фронтом 10 нс отобразится на осциллографе с полосой 1 ГГц (считаем что это эталонное отображение сигнала)
Изображение

вот так вы его увидите на осциллографе в полосой 200 МГц
Изображение

вот так вы его увидите на осциллографе в полосой 100 МГц
Изображение

вот так вы его увидите на осциллографе в полосой 60 МГц
Изображение

что вам больше подходит?
Вложения
Screenshot_2018-05-13_163241_0.png
(34.56 КБ) 1582 скачивания
DS0009.PNG
(14.68 КБ) 1573 скачивания
DS0008.PNG
(14.72 КБ) 1513 скачиваний
LeCroy--00000.jpg
(102.22 КБ) 1652 скачивания
Последний раз редактировалось Прист Пн апр 22, 2019 14:08:59, всего редактировалось 6 раз.
Друг Кота
Аватара пользователя
Сообщения: 33198
Зарегистрирован: Ср янв 08, 2014 04:21:09
Откуда: Москва

Сообщение kentgaryk »

Ratatoskr писал(а):скажите сразу
продаван и сказал сразу, как отрезал :wink:
Прист писал(а):денег переплатите, но точно хуже не будет
, а купец тож видать не прост - я не понимаю о чем вы говорите! :)))

Ratatoskr не сдавайся! Торгуйся до последнего! :))
Первый раз сказал Мяу!
Аватара пользователя
Сообщения: 29
Зарегистрирован: Вт апр 16, 2019 12:39:23

Сообщение Ratatoskr »

продаван и сказал сразу, как отрезал
Прист прекрасно понимает, что для того чтобы "врубиться" в то о чем он написал выше, нужно как минимум "поднять из закромов" конспекты по теории информации и кодированию, не только прочитать, но и понять весьма немалое количество учебного материала. Чтобы с этим материалом работать нужно вспомнить дифференцирование, интегрирование, комплексное исчисление, ряды Фурье и свертки функций. В свое время, это было сдано на экзаменах и забыто как страшный сон. Если бы я все это помнил и понимал меня бы тут не было, как и нужды в брошюрках от производителей.

Торговаться нечего, осциллограф мечты (чтобы можно было "потыкать палкой" в образовательных целях в источники питания, в МК от пиков до новейших кортексов, в модули с протоколами передачи данных от токовой петли до PCI-Express, 4G, WI-FI с точностью измерений до 1mV и 1µS - 21-й век все же, многоканальностью и гальванической развязкой по входам) существует, но стоить будет соответственно.

На мой вопрос он, в принципе, ответил: правы и Агиленты, и Тектрониксы. А вот почему это так на "низком" уровне, поймет только математически подкованный человек. Да и пес с ним - с низким уровнем. Меня больше интересует отчего он воздержался дать конкретную рекомендацию: "считай как Агиленты завещали" или "делай как Теки делают и будет тебе счастье". Мне именно это и было нужно - я бы тут же отстал, но когда он посчитал требования к перех. х-ке "по своему" (поделил время нарастания фронта исследуемого сигнала на 3), все это окончательно повергло в ступор и разожгло любопытство.


------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Обновил страницу и только сейчас увидел скрины. Сохранил. Право, не стоило утруждаться, подобные фотографии есть и в брошюрах агилентов (кисайтов), только там был прямоугольник 100 MHz, 500 pS.
Что подходит... Сложно сказать: для отладки шины данных (обнаружить пачку единиц-нулей) и отлова факта прерывания - 60 МГц хватит вполне, уж больно механизм интерполяции хорош. А вот для проверки сигналов с таймеров - бесспорно 1 ГГц, практически прецизионный замер, можно с формулами поиграть в разработчика. Жаль 500 МГц нет, чтобы посмотреть насколько он ошибся.

И уж раз такое дело, допишите пожалуйста паспортное время нарастания переходных х-к и модель используемого вами пробника для замеров рядом с частотой. Спасибо.
Мудрый кот
Сообщения: 1771
Зарегистрирован: Пн июн 12, 2017 13:29:46

Сообщение oldbulb »

Судя по приведённым картинкам, всё прекрасно совпадает с моим предположением. Осёл с глобусом диаметром в 200 МГц даёт погрешность 6%. Вангую укладку в требуемые 3% на 500 МГц, можно кидать отчёт зелёной и покупать девайс.
Первый раз сказал Мяу!
Аватара пользователя
Сообщения: 29
Зарегистрирован: Вт апр 16, 2019 12:39:23

Сообщение Ratatoskr »

[uquote="oldbulb",url="/forum/viewtopic.php?p=3620548#p3620548"][uquote="Ratatoskr",url="/forum/viewtopic.php?p=3620545#p3620545"]для МК nRF9160: 2 nS (по критерию 10%-90%). Для сигнала с такой длительностью нарастания нужен осцилл. на 200 MHz или 500 MHz?[/uquote]
446 МГц.[/uquote]
Да где ж совпадает, то вы для 2 нс посчитали (как и я), вспомните. А на скринах сигнал с нарастанием 10 нс.
Все плохо, все очень плохо - со скринами уже не поспоришь, это факт. Правда частота сигнала не указана... Но, если для сигнала 10 нс 200 МГцевый прибор дает ошибку в 6% а 100 МГц - аж 11%, то формулы агилентов не работают (по ним 3% точность должна была достигаться на 95 МГц). Это вообще epic fail, как же так?

Даже если подбирать по П/Х-ке осцилла:
10 / 3 = 3.33 нс -> 100 МГц
10 / 5 = 2 нс -> 200 МГц

Можно ли тогда сделать вывод, что эти формулы "заточены" на 11% и 6% погрешность, соответсвенно?
Последний раз редактировалось Ratatoskr Вт апр 23, 2019 21:41:15, всего редактировалось 2 раза.
Прорезались зубы
Сообщения: 213
Зарегистрирован: Вс апр 15, 2018 23:34:29

Сообщение Maxiputra »

[uquote="Ratatoskr",url="/forum/viewtopic.php?p=3622072#p3622072"][uquote="oldbulb",url="/forum/viewtopic.php?p=3620548#p3620548"][uquote="Ratatoskr",url="/forum/viewtopic.php?p=3620545#p3620545"]для МК nRF9160: 2 nS (по критерию 10%-90%). Для сигнала с такой длительностью нарастания нужен осцилл. на 200 MHz или 500 MHz?[/uquote]
446 МГц.[/uquote]
Да где ж совпадает, то вы для 2 нс посчитали (как и я), вспомните. А на скринах сигнал с нарастанием 10 нс.
Все плохо, все очень плохо - со скринами уже не поспоришь, это факт. Правда, частота сигнала не указана... Но, если для сигнала 10 нс 200 МГцевый прибор дает ошибку в 6% а 100 МГц - аж 11%, то формулы агилентов не работают (по ним 3% точность должна была достигаться на 95 МГц). Это вообще epic fail, как же так?

Даже если подбирать по П/Х-ке осцилла:
10 / 3 = 3.33 нс -> 100 МГц
10 / 5 = 2 нс -> 200 МГц

Можно ли тогда сделать вывод, что эти формулы "заточены" на 11% и 6% погрешность, соответсвенно?[/uquote]

А вы не путаете условия измерения амплитуды синусоидального сигнала с точностью 3%, более-менее достоверного отображения формы прямоугольного сигнала (для этого как раз и нужно, чтобы полоса пропускания осциллографа в 3-5 раз превышала частоту сигнала) и измерение времени нарастания фронта сигнала с точностью 3%? Как то я с трудом представляю, как можно с такой точностью измерить этот параметр, если время нарастания сигнала 10 нс, а собственное время нарастания осциллографа - 3,5 нс (соответствует полосе 100 МГц). Тут и 11% выглядит чудом...
Первый раз сказал Мяу!
Аватара пользователя
Сообщения: 29
Зарегистрирован: Вт апр 16, 2019 12:39:23

Сообщение Ratatoskr »

измерение амплитуды
У Агилентов на странице 6 все же измерения по времени сравнивают (эталон - 500пс) - и в 3% они на 2GHz вложились (Figure 6). Если посмотрите выше - там есть пример с расчетом.
Ответить

Вернуться в «Измерения»