Generator FEPG

Spis treści

b_150_0_16777215_00_images_warsztat_elek_fepg_fepg00.jpg

Generator FEPG

Pierwszym co postanowiłem sprawdzić po rozpakowaniu oscyloskopu UTD2052CEX  to sprawdzenie to co "cyfrówka" może mi pokazać?

Wygrzałem oscyloskop, skalibrowałem sondę. Podłączyłem monolityczny generator kwarcowy 50MHz (pasmo przenoszenia oscyloskopu) i zobaczyłem 40MHz na ekranie :(zniekształconą sinusoidę. A (oczekiwałem, że :/ ) winien być sygnał TTL. Po podłączeniu generatora 40MHz obraz na ekranie oscyloskopu też niewiele się zmienił.

Pierwsza myśl: coś "nie tak" z sondą? Ale po podłączeniu (dotychczas używanej) sondy P2100 100MHz i otrzymałem... podobny obraz.

Uznałem, że gdzieś popełniam błąd. Już wiem, że były nimi:

  • zbyt długi (oryginalny) kabelek łączący masę sondy z masą badanego układu. Nie, nie proponuję jego skracania, a jedynie warto wiedzieć co on "daje",
  • (w pierwszej chwili) nie uwzględnienie, tego że przebieg prostokątny jest wynikiem zsumowania częstotliwości podstawowej oraz (nie)skończonej liczby jej harmonicznych o częstotliwości:
    fh=(2k+1)*fp,
    gdzie k=0,1,2,3,4,5,...
    fp - częstotliwość podstawowa).
    Amplituda poszczególnych harmonicznych jest odwrotnie proporcjonalna do krotności harmonicznej:
    strong>Uh=1/n*Up; n=fh/fp;
    gdzie: fh - częstotliwość harmoniczna, fp - częstotliwość podstawowa, Up - amplituda sygnału częstotliwości podstawowej).

Brak lub silne stłumienie wyższych harmonicznych (3 harmoniczna 50MHz to 150MHz, czyli daleko poza pasmem oscyloskopu. O wyższych już nie wspominam.) na drodze pomiędzy źródłem sygnału a oscyloskopem (np. przez kable) przejawia się w wydłużeniu czasów narastania i opadania i/lub pojawieniem się wgłębienia w części "poziomej" przebiegu.

Warto pamiętać o tym, że im wyższa częstotliwość podstawowa tym odstępy pomiędzy kolejnymi (nieparzystymi) harmonicznymi coraz większe. I ich tłumienie również.

Podstawowe informacje dotyczące własności kabli współosiowych można również znaleźć w Wikipedii (coaxial cable). Proponuję wersję angielską, gdyż polska niewiele zawiera.

Mimo to postanowiłem zweryfikować jak tor Y oscyloskopu reaguje na szybko narastające i opadające zbocza.

Na początku - niestety - drobne rozczarowanie. Sygnał wykorzystywany do kalibracji sondy do tego się nie nadaje. Nie chodzi o częstotliwość (ok. 1kHz). Czasy narastania i opadania są trudne do akceptacji. Obrazek obok wyjaśnia wszystko.

Wolno, bardzo wolno...Na marginesie: proponuję przy tak "zapiętym" obwodzie włączyć "Measure", z aktywnym pomiarem czasu narastania (Rise) dla kanału CH1. U mnie dla M=200ns czas narastania (Rise) wyniósł (średnio) 588ns.

A następnie zmieniaj nastawę "podstawy czasu". Obserwuj jak zmienia się wartość "Rise". Przy M=100us czas Rise został wyliczony (chyba z ekranu) na... 4us. Aha, warto wiedzieć!

Uznałem, że nie ma innej metody niż zbudowanie własnego generatora o szybko narastających zboczach. Po angielsku zwanym: Fast Edge Pulse Generator. Jak zwykle nieocenione w tym zakresie okazały się zasoby Internetu. W tym te stworzone przez krótkofalowców.

Potem zbudowałem również moduł umożliwiający bezpośrednie podłączanie do wejścia oscyloskopu monolityczne generatory kwarcowe (QCO) w obudowach DIL8 lub DIL14. Opisałem to w wątku pt. Moduł QCO. Mała rzecz, ale cieszy.