Является ли это измеренное время нарастания неточным из-за ограниченной полосы пропускания осциллографа?

У меня нет измерителя LCR, и я хотел научиться использовать генератор импульсов с быстрым перепадом и осциллограф для измерения емкости в качестве академического упражнения.

В видеороликах W2AEW он создает простой генератор импульсов с быстрым фронтом, используя шестигранный триггер Шмитта 74AC14 (инвертирующий), и демонстрирует, как использовать его для измерения емкости и индуктивности , а также рефлектометра во временной области .

Схема W2AEW

Я построил это на макетной плате, но получаю другие результаты.

Я измеряю вход и выход первого триггера Шмитта с помощью цифрового осциллографа с частотой 100 МГц с компонентами одинакового значения (резистор 6,8 кОм; конденсатор 0,047 мкФ) при 5 В постоянного тока.

FEP по 200 us за дел.

Во-первых, частота составляет около 2,5 кГц, а не 6 кГц, как в примере W2AEW. Я не уверен, что вызывает существенную разницу. Но для этого приложения частота не так важна, поэтому я не беспокоился об этом.

Во-вторых (и о чем этот вопрос), когда я внимательно смотрю на время нарастания выходного сигнала прямоугольной формы, я измеряю что-то вроде 60 нс вместо <5 нс, как ожидалось.

FEP при 20 нс на дел.

Я понимаю, что измерение чего-то столь же быстрого, как 2 нс с помощью осциллографа 100 МГц, не идеально (я предполагаю, что мне нужно что-то вроде 500 МГц, чтобы получить больше деталей), но я не ожидал такой разницы.

Преимущество W2AEW, измеренное с помощью аналогового осциллографа 350 МГц, выглядит совсем по-другому:

W2AEW при 10 нс на дел.

Возможно ли, что что-то не так с моей схемой, или у меня просто нет достаточно быстрого телескопа для измерения таких быстрых фронтов?

Изменить/обновить:

Согласно ответу Оли Глейзера, причина задержки заключается в том, что датчики были настроены на 1x, а не на 10x, и ограничивали полосу пропускания, возможно, до 10 МГц. При установке щупов на 10x форма сигнала сразу начинает напоминать то, что должно (~ 13 нс). Дополнительная задержка и емкость, вероятно, связаны с тем, что я использую макетную плату и несколько неэкранированных перемычек для подключения к щупам осциллографа.

Вот получившийся улучшенный дисплей:

FEP при 5 нс/дел и пробниках 10x

У вас есть зонд на x10?
На картинке с временем нарастания 60 нс внизу написано Ch2: 2.00VB" (примерно). Означает ли буква "B", что функция ограничения полосы пропускания для этого входного канала включена?
Кроме того, я заметил, что вы говорите, что построили его на макетной плате - макетная плата не подходит для высокоскоростных вещей, таких как эта, «мертвая ошибка» или аналогичная техника была бы лучше (или даже полосовая плата). Дополнительная емкость макета / проводки может объясняться хотя бы часть разницы частот.
0,047 мкФ это 47 нФ... на схеме показано 4,7 нФ. Это может объяснить неожиданную частоту, которую вы видите.
@Oli Нет, зонд x1.
@ Дэвид Да, на самом деле. На картинке она была ограничена 20 МГц. Однако на частоте 100 МГц он очень похож.
@aja Я перепроверю видео, я думал, что это 47 нФ.
@Oli Вы правы, пока это на макетной плате; Раньше я не создавал высокоскоростные устройства на макетных платах. Я не был уверен, повлияет ли на эту схему тот факт, что она находится на макетной плате или нет. Видео W2AEW ясно показывает схему, построенную на небольшой печатной плате, которая, кажется, намного лучше подходит для высокоскоростной работы. Я планирую сделать то же самое, как только буду относительно уверен, что все работает.
@David С зондами в 10 раз настройка ограничения полосы пропускания теперь имеет видимое значение. :)
@JYelton - да, при высоких временах нарастания / частотах все становится немного сложнее, поэтому даже крошечные части паразитной емкости / индуктивности могут иметь большое значение. В RF появляется много ранее "невидимых" компонентов, R превращается в RLC, сливается в распределенный и т.д... ;-)

Ответы (1)

Установите щуп на x10.

При значении x1 емкостная нагрузка намного больше, а полоса пропускания сильно снижается.

См. характеристики этого типичного пассивного пробника ниже и посмотрите на разницу между временем нарастания/полосой пропускания при настройках x1 и x10.

введите описание изображения здесь

Это именно проблема. При увеличении 10x форма волны намного ближе к ожидаемой (13 нс или меньше). Макет и неэкранированные маленькие тестовые перемычки, которые я использую, безусловно, ответственны за дополнительную задержку/емкость.
Является ли это измеренное время нарастания неточным из-за ограниченной полосы пропускания осциллографа?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v