¿Este tiempo de subida medido es inexacto debido al ancho de banda limitado del osciloscopio?

No tengo un medidor LCR y quería aprender a usar un generador de pulsos de borde rápido y un osciloscopio para hacer mediciones de capacitancia como ejercicio académico.

En los videos de W2AEW, construye un generador de pulsos de flanco rápido simple usando un disparador Schmitt hexagonal 74AC14 (inversor) y demuestra cómo usarlo para mediciones de capacitancia e inductancia , así como un reflectómetro en el dominio del tiempo .

Esquema de W2AEW

Construí esto en una placa de prueba, pero obtengo algunos resultados diferentes.

Estoy midiendo la entrada y la salida del primer disparador Schmitt con un osciloscopio digital de 100 MHz, con los mismos componentes de valor (resistencia de 6,8 kΩ; condensador de 0,047 μF) a 5 V CC.

FEP a 200us por div

En primer lugar, la frecuencia es de unos 2,5 kHz, no de 6 kHz como en el ejemplo de W2AEW. No estoy seguro de qué está causando la diferencia sustancial. Pero para esta aplicación, la frecuencia no es tan importante, así que no me he preocupado.

En segundo lugar (y de qué se trata esta pregunta), cuando miro de cerca el tiempo de subida de la salida de onda cuadrada, estoy midiendo algo así como 60 ns, en lugar de <5 ns como se esperaba.

FEP a 20 ns por división

Me doy cuenta de que medir algo tan rápido como 2 ns con un alcance de 100 MHz no es lo ideal (supongo que me gustaría algo como 500 MHz para obtener más detalles), pero no esperaba tal diferencia.

La ventaja de W2AEW, medida con un osciloscopio analógico de 350 MHz, tiene un aspecto bastante diferente:

W2AEW a 10 ns por división

¿Es posible que haya algún problema con mi circuito, o simplemente no tengo un osciloscopio lo suficientemente rápido para medir bordes tan rápidos?

Editar/Actualizar:

Según la respuesta de Oli Glaser, el motivo de la demora es que las sondas se configuraron en 1x en lugar de 10x y limitaron el ancho de banda, posiblemente tan bajo como 10MHz. Al configurar las sondas en 10x, la forma de onda inmediatamente comienza a parecerse a lo que debería (~13ns). El retraso y la capacitancia adicionales probablemente se deban a que estoy usando una placa de prueba y algunos puentes sin blindaje para conectar las sondas del osciloscopio.

Aquí está la pantalla mejorada resultante:

FEP a 5ns/div y sondas 10x

¿Tienes tu sonda en x10?
En la imagen con el tiempo de subida de 60 ns, en la parte inferior, dice Ch2: 2.00VB" (aproximadamente). ¿La "B" en eso significa que la función de limitación de ancho de banda para ese canal de entrada está activada?
Además, me di cuenta de que dices que lo construiste en una placa de prueba: una placa de prueba no es buena para cosas de alta velocidad como esta, "error muerto" o una técnica similar sería mejor (o incluso una placa de striptease). para al menos parte de la diferencia de frecuencia.
0.047μF es 47nF... el esquema muestra 4.7nF. Eso podría explicar la frecuencia inesperada que está viendo.
@Oli No, la sonda es x1.
@David Sí, de hecho. Estaba limitado a 20 MHz en la imagen. Sin embargo, es bastante similar a 100 MHz.
@aja Verificaré dos veces el video, pensé que era 47nF.
@Oli Tienes razón, por ahora está en una placa de prueba; No he construido cosas de alta velocidad en protoboards antes. No estaba seguro de si este circuito se vería afectado por el hecho de que está en una placa de prueba o no. El video de W2AEW muestra claramente el circuito construido en un pequeño PCB que parece ser mucho mejor para trabajos de alta velocidad. Planeo hacer lo mismo una vez que esté relativamente seguro de que las cosas funcionan.
@David Con las sondas a 10x, la configuración de limitación de ancho de banda ahora hace una diferencia visible. :)
@JYelton: sí, las cosas se vuelven un poco más complicadas en tiempos/frecuencias de subida altos, por lo que incluso pequeños fragmentos de capacitancia/inductancia perdida pueden marcar una gran diferencia. En RF aparecen muchos componentes que antes eran "invisibles", R se convierte en RLC, se agrupa en distribuido, etc... ;-)

Respuestas (1)

Configure su sonda en x10.

En la configuración x1, hay mucha más carga capacitiva y el ancho de banda se reduce drásticamente.

Consulte las especificaciones de esta sonda pasiva típica a continuación y observe la diferencia entre el tiempo de subida/ancho de banda en las configuraciones x1 y x10.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Este es exactamente el problema. Con una configuración de 10x, la forma de onda es mucho más cercana a la esperada (13 ns o menos). La placa de prueba y los pequeños puentes de prueba sin blindaje que estoy usando son sin duda responsables de la demora/capacitancia adicional.
¿Este tiempo de subida medido es inexacto debido al ancho de banda limitado del osciloscopio?
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