Sonda de alcance con timbre con opción 10x

Como dijo @ user2233709, primero ajuste la compensación de su sonda . Si la compensación no está configurada correctamente, no verá un rastro sensible en el osciloscopio.

En segundo lugar, un osciloscopio de 50 MHz no mostrará bien una onda cuadrada de 25 MHz; no tiene suficiente ancho de banda. Si observa la serie de Fourier de una onda cuadrada de 25 MHz, tiene todos los múltiplos impares de 25 MHz: 75 MHz, 125 MHz, etc.

En tercer lugar, dado que la señal con la sonda 1X se parece mucho a una onda sinusoidal, sugiere que esa sonda está cargando su circuito. Es por eso que cambia a una sonda 10X, pero incluso entonces, puede ser una carga demasiado grande y solo mirar la señal puede distorsionarla.

Lo más probable es que esté ignorando la impedancia de la sonda no coincidente con un cable de tierra largo al clip. Cualquier tiempo de subida < 50 ns se debe hacer sin un clip de tierra y una punta usando la punta y el barril, de lo contrario, la inductancia de la sonda se agrega a la señal y sonará a, digamos, 50 MHz para una tierra de sonda larga típica.

Esto supone que el tiempo de subida y el sobreimpulso ya están calibrados en la sonda y este filtro de primer orden no afecta este zumbido, salvo un ligero cambio de ganancia con Cadj.

Un diámetro de alambre de 1 mm con una longitud de 100 mm es aproximadamente 100 nH y un diámetro de 2 mm (o el 2 % de la longitud) es aproximadamente un 10 % menor y un grosor de 0,1 mm (D = 0,1 % de la longitud) es aproximadamente 150 nH.

Mientras que dos L paralelas son siempre 1/2 inductancia de la misma relación D / l, de un solo cable.

Es la capacitancia del cable y la inductancia del cable de tierra y su método de prueba el culpable.

Método de medición adecuado de 200 MHz para formas de onda de libros de texto desde una fuente ideal.

El par trenzado de unos 120 ohmios es otro método. La impedancia es la relación entre el diámetro del conductor y el espacio de tierra o la señal adyacente. por ejemplo, el ancho/espacio de la pista puede ser de alrededor de 50 ohmios con un dieléctrico e=4.

Por supuesto, los cables largos de la placa de prueba harán lo mismo.

NB: NO es la capacitancia diferencial de la sonda en la punta con 10 M, sino que todo el cable coaxial tiene un alcance de unos 20 pF/ft o 60 pF/m, por lo que un cable de sonda coaxial de 1 m de ~60 pF y un clip de tierra de 10 cm de 100 nH sonará a unos 60 MHz (mental calc, control U)

Las buenas sondas tienen un capacitor variable para compensar la capacitancia interna de la entrada del osciloscopio. Debe ajustarlo, utilizando la señal de prueba que proporcionan los buenos osciloscopios.

El condensador del osciloscopio se comporta como una resistencia de 1 MΩ en paralelo con un condensador de unos pocos pF. Una sonda de 10× es una resistencia en serie de 9 MΩ que crea un divisor de voltaje de 1:10 con la entrada del osciloscopio. Pero también construye un filtro de paso bajo con la capacitancia interna. Entonces, se agrega un capacitor de compensación, en paralelo con la resistencia de 9 MΩ, de modo que el divisor de voltaje sea neutral en frecuencia.

Si ese condensador de compensación es demasiado bajo, obtienes un filtro de paso bajo. Si es demasiado alto, obtienes un filtro de paso alto (lo que obtienes).

¿Es esta una sonda conmutable 1x/10x? Si es así, es probable que su sonda no obtenga el ancho de banda nominal en el modo 1x, brindándole solo el fundamental, y uno bastante atenuado. Vea este video de EEVblog Dave L. Jones para obtener más información:

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

Para el 10x: el análisis de Fourier nos enseña que hay mucho contenido de alta frecuencia en una onda cuadrada. Esto significa que su onda cuadrada de 25 MHz también tiene componentes de frecuencia en 75, 125, 175, ... MHz. Esto también podría conducir a una señal bastante distorsionada: una mirada rápida parece indicar que solo tiene el primer y el tercer armónico (la onda cuadrada tiene armónicos impares). Además de eso, asegúrese de que su sonda esté bien ajustada. La mayoría de las sondas tienen condensadores de compensación ajustables. Debe ajustar este capacitor (idealmente con un destornillador de teflón o nailon) usando los terminales de compensación en el osciloscopio; explicar todo el procedimiento aquí estaría fuera del alcance (ja, vea lo que hice allí) de esta página.

Aquí está el modelo de sonda de alcance 10X (usando solo el modelo LRC);

El IC tiene una ruta de 31 ohmios, lo que proporciona la amortiguación.

La sonda es de 15pF y 100nH (ese cable de tierra).

El timbre es de unos 300MHz.

En su caso, sospecho que el FPGA tiene un timbre VDD y GND, que el controlador de salida Rout filtra cuando se carga con 200pF. Sonda X1.

¿Puede examinar una de las salidas configuradas en "0" lógico para ver GND, o configuradas en "1" lógico para examinar el VDD interno, mientras el FPGA continúa su sincronización?

El timbre que ve en el modo de sonda 10:1 es el aspecto real de la señal. La configuración 1:1 generalmente tiene un ancho de banda severamente limitado, por lo que no pasará esos componentes de frecuencia más alta al osciloscopio.

Si desea obtener más información sobre por qué eso sería importante, puede consultar el canal de YouTube Keysight Oscilloscopes, he hablado sobre estos dos problemas en videos recientes. https://www.youtube.com/keysightoscilloscope