Elegir un entorno A: examinar el ancho de banda

Hace unas semanas le pedí ayuda y consejo a la comunidad de La-Tecnologia para comprar un nuevo osciloscopio económico. Un sincero agradecimiento a aquellos de ustedes que respondieron tanto aquí en línea como en persona entre mis amigos más cercanos. Seguí la tendencia abrumadora en los consejos que recibí y me compré un Rigol DS1054z, un instrumento con el que estoy muy feliz. Es nominalmente una banda de 50 MHz, pero hay un truco de software que puede llevarla a 100 MHz. ¿Qué tan rápido puede ir?

Mi Cossor confiable, su ancho de banda de 2 MHz aún no está confirmado.

Esta pregunta se convirtió en un mini tiroteo después de una conversación con mi colega de La-Tecnologia. [Elliot] sobre medir el ancho de banda del osciloscopio, y luego mis compañeros miembros de Oxford Hackspace producen más de una opción para comparar. Sabes quien eres, gracias. Me encontré con fácil acceso a varios modelos aproximadamente equivalentes y uno muy alto en términos específicos que representa diferentes capas de fabricación de equipos de prueba, y con los medios para examinar su rendimiento.

Por lo tanto, tuve la oportunidad de ver lo que garantiza el dinero extra en términos de rendimiento cuando compra un instrumento y comenzar a comprender si una insignia más impresionante vale la pena el gasto. Entonces, lo que sigue no es una revisión completa de los osciloscopios, ya que no profundizaré en las características comparativas, sino una evaluación del rendimiento de banda ancha de los entornos de varios fabricantes diferentes.

Ancho de banda frente a todo lo demás

Podría pensar que lo que importa en el alcance es su base de tiempo; que su configuración más rápida le dirá qué tan alta frecuencia puede mostrar. Y en cierto modo estaría en lo cierto, pero si la electrónica interna de la banda solo puede resolver una señal a 50 MHz, no importa que la pantalla pueda rastrear señales más rápidas que esa, solo difuminará la misma señal de 50 MHz. a través de más cuadrados de su red. Si está buscando cambios con una frecuencia más alta que esa, simplemente no aparecerán. El ancho de banda amplio de una amplitud, la oscilación de frecuencia más alta que puede resolver, es lo que nos importa la "velocidad".

Entonces, ¿cómo se mide el ancho de banda real de un osciloscopio? La forma más sencilla es darle una transición de voltaje tan rápida que exceda con creces sus capacidades y medir cuántos problemas tiene para lograrlo. Si lo alimenta con un tiempo de subida medido en picosegundos y calcula los nanosegundos del tiempo de subida que informa, existe una fórmula conveniente para derivar el ancho de banda de 3 dB de su electrónica a partir de esa cifra.

Ancho de banda (Hz) = 0,35 / tiempo de subida medido (S)

Prácticamente vale la pena recordar que durante un aumento en ns la fórmula devuelve un ancho de banda en GHz.

El generador de pulsos de avalancha de La-Tecnologia.

Los tiempos de crecimiento rápido utilizados para las pruebas en este artículo provienen de un oscilador suelto de avalancha según un proyecto de [Kerry Wong], produciendo pulsos de impulso de aproximadamente 500ps. Utiliza el omnipresente transistor NPN de uso general 2N3904, y debido a que requiere más de 100 V para que el transistor entre en modo avalancha, incorpora un pequeño inversor de conmutación que utiliza partes extraídas de la fuente de alimentación ATX desechada. Todo el dispositivo está construido en un estilo de ciclo ininterrumpido en la parte posterior de un prototipo de PCB sobrante y se conecta a la amplitud con el cable BNC más corto posible. En esta esfera de medición, la menor capacidad parásita puede provocar una prolongación significativa del tiempo de aumento medido.

¡A las amplitudes!

Los objetivos que tenía para mis pruebas eran dos modelos más antiguos y tres actuales. Los rangos más antiguos eran el modelo LCD Tektronix TDS210 de 80 MHz y el modelo CRC LeCroy LC584AXL 1GHz, mientras que los actuales eran Hantek MSO5102D que representa el extremo inferior del mercado económico, Rigol DS1054z de 50 MHz que representa la parte superior y 100 MHz Rigol bit MSO210 superior. capa. Este DS1054z, no tanto como sabíamos, tenía el famoso pirateo de software, por lo que seguía siendo un modelo estándar de 50 MHz, sin embargo, ningún pirateo de software cambia el hardware anterior.

El Tek TDS210, tiempo de subida 4.2 ns

Mirando cada osciloscopio en el orden mencionado anteriormente, comenzaremos con Tektronix. Esto se parece mucho a los tres entornos más nuevos, ya que es un modelo LCD portátil liviano. Sin embargo, obviamente no es el tipo más nuevo, con una pantalla LCD monocromática, sin conectividad USB y un puerto de impresora paralelo. Entonces su captura de pantalla es una foto.

El tiempo de subida de Tek medido de 4,2 ns da un ancho de banda calculado de 3 dB de 83,3 MHz, justo por encima del ancho de banda cotizado del instrumento. Parte de esta cifra puede deberse al hecho de que tiene que medirse mediante la colocación manual del cursor, mirando nuevamente la captura de pantalla que podrían estar más cerca de los puntos del 10% y 90%.

El LeCroy LC584, que muestra un tiempo de subida de 679 ps.

Pasando a LeCroy, nuevamente tenemos una foto en lugar de una captura de pantalla. Este ancho de banda era muy caro cuando era nuevo en la década de 1990, y tiene un ancho de banda de 1 GHz, pero solo tiene un disquete de 1,44 Mb y una impresora térmica. Desafortunadamente no teníamos un disquete, así que salió la cámara. Con un aumento de 679 ps, este instrumento dio la lectura más rápida de todos los que probamos, lo que no sorprende por su rendimiento citado. Si ponemos esta cifra en la fórmula anterior, llegaríamos a un ancho de banda de 3 dB de 515 MHz, por lo que dado que es un ancho de banda de 1 GHz, estamos midiendo el tiempo alto del pulso en sí. Esto usó la terminación interna de 1 Mohm del instrumento debido a los voltajes en cuestión, su propietario sugirió que el ancho de banda completo podría requerir el uso de su configuración de 50 ohmios y aún podríamos ponernos un poco tensos. En estos tiempos los factores más inesperados pueden diferir significativamente.

El Hantek MSO5102D, con un tiempo de subida de 2,8 ns.

El trío moderno de entornos está mucho más actualizado en sus interfaces, con tomas USB debajo de sus pantallas LCD en color. El Hantek primero, dio un tiempo alto de 2.8 ns, que corresponde a un ancho de banda de 125 MHz. Esto sigue la tendencia establecida por el modelo anterior, una ventaja modesta sobre su banda ancha cotizada. Se dice que este modelo tiene un truco de programación que ofrece un ancho de banda de 200 MHz, es bastante obvio a partir de esta medición que tal cifra sería ilusoria. En la captura de pantalla puede sonar un poco después del pulso, esto se debe al cable BNC de aproximadamente 100 mm que usamos para ensamblar un generador de pulsos y amplitud.

El Rigol DS1054z, con un tiempo de subida de 1,4 ns.

El Rigol ha completado nuestras pruebas. El DS1054z primero, con un tiempo de subida de 1,4 ns. Esto le da al instrumento un ancho de banda de 3 dB de 250 MHz, una sorpresa significativa a cinco veces el ancho de banda cotizado y más del doble del ancho de banda con el software pirateado. Esta amplitud también mostró algo de timbre, aunque menos que el Hantek.

El tiempo de 1,25 ns del Rigol MSO2102A.

Finalmente, en nuestra elección de instrumentos llegó el Rigol MSO2102A. Esto tuvo un tiempo alto de 1,25 ns, lo que le dio un ancho de banda calculado de 3 dB de 280 MHz. No menos de tres veces su ancho de banda cotizado de 100 MHz, por lo que nuevamente tiene la misma banda de ancho de banda grande que su rango inferior.

Puede ser un poco injusto comparar dos tamaños digitales de dientes ligeramente largos con tres modelos muy modernos, pero vale la pena compararlos si se tiene en cuenta a los fabricantes. Se supone que marcas como LeCroy y Tektronix representan el extremo de alta calidad del mercado, por lo que debemos esperar que sus productos sean un buen augurio para el desempeño de sus competidores económicos hace aproximadamente una década. En particular, el Tektronix es un modelo directamente equivalente al trío más reciente en términos de factor de forma y ancho de banda citado. Por lo tanto, al observar estos modelos más antiguos, no nos centramos tanto en su rendimiento en comparación con los más nuevos en un sentido negativo, sino más bien en cuánto ha evolucionado la tecnología después de su fabricación.

Al colocar los cuatro modelos dentro del rango de nuestro generador de impulsos en una tabla para comparar sus cifras, vemos lo siguiente:

Modelo Ancho de banda citado Tiempo de aumento medido Ancho de banda de 3 dB calculado Ancho de banda porcentual demasiado específico

Tektronix
TDS210
80 MHz4,2 ns83,3 MHz4.125%
Hantek
MSO5102D
100 MHz2,8 ns125 MHz25%
Rigol
DS1054z
50 MHz1,4 ns250 MHz400%
Rigol
MSO2102A
100 MHz1,25 ns280 MHz180%

En este punto, es bastante obvio que los dos Rigol dan el mayor valor de ancho de banda por su dinero entre los modelos probados que superan con creces su banda ancha cotizada o incluso pirateable. Sin abrir ambos instrumentos, es imposible decirlo, pero ¿encontraríamos prácticamente la misma interfaz en todos los entornos de 200 MHz y bajo Rigol? Mientras tanto, cuando compras el Hantek, pagas un precio muy razonable dependiendo de tu apariencia y obtienes exactamente lo que pagas.

La historia interesante proviene del modelo anterior. Tektronix tiene una superespecificación de ancho de banda bastante estrecha. Esto puede parecer extraño para lo que alguna vez fue un instrumento bastante caro, pero vale la pena considerar que los osciloscopios digitales eran en ese momento una tecnología significativamente más avanzada de lo que son ahora. Cuando pagas por amplitud digital, compras significativamente la calidad de su transformador de analógico a digital, y dado que esos ADC de esta velocidad eran piezas de silicio bastante exóticas en la década de 1990, no es de extrañar que los diseñadores de Tektronix tuvieran menos margen disponible para ellos dentro del presupuesto objetivo para su producto.

El proceso de elegir un osciloscopio y luego explorar el rendimiento de los osciloscopios digitales durante las últimas semanas ha sido extremadamente interesante. Cuando ha estado utilizando estos instrumentos durante más de 30 años, cree que sabe todo lo que hay que saber sobre ellos, pero el trabajo documentado ha demostrado que siempre hay algo nuevo que aprender y medir.

  • RW dice:

    Maldita sea, ¿ningún disquete de 3,5 ″? ¡Actualización desde 5.25 ya! 😀

    • zeos dice:

      un poco fuera de tema, pero acabo de comprar 300 disquetes en eBay. A principios de este año necesitaba uno y por primera vez en 20 años no pude encontrar uno. Supongo que quedan 299 disquetes que arreglé hasta Armageddon.

      • David (@djmips) dice:

        ¿Vender el resto en eBay?

        • Dongwaffle dice:

          El circulo de la vida ...

        • Nicolás dice:

          Para los usuarios de teclados Yamaha. Todavía compran disquetes y discos.

          http://www.ebay.com/itm/YAMAHA-W7-W5-SYNTHESIZER-KEYBOARD-REPLACEMENT-FLOPPY-DISK-DRIVE-NEW-/261719128903?hash=item3cefacfb47:m:mlAIa_kvfk8emlqOJawBn7

          • Sean Harlow dice:

            Por eso existen emuladores de disquetes.

            Aquí hay uno completamente abierto, los esquemas y el código fuente se ofrecen para un modelo de tarjeta SD y uno que funciona directamente conectado a una computadora host. También hay un puerto del firmware a un dispositivo similar que usa una unidad USB para almacenar los disquetes.

            http://hxc2001.free.fr/floppy_drive_emulator/

      • Dave Davidson dice:

        tenemos una tienda aquí con disquetes Verbatims caja de x25 $ 14 incluso venden CD-R

        USB todo el infierno

  • Palmadita dice:

    “La historia interesante proviene del modelo anterior. Tektronix tiene un ancho de banda de ancho de banda bastante estrecho también específicamente. "

    No en realidad no. Primero, el tiempo de subida de 4.2 ns es obviamente demasiado grande: esto está mucho más cerca de un respiro de 0 a 100% que 10-90, que sería como 3V - 25V en esa escala. Parece que es casi un cuarto de división (~ 1,25 ns) demasiado grande, lo que daría una medida significativamente más alta.

    Además, y probablemente lo más importante: el TDS210 es una banda de 60 MHz, no una banda de 80 MHz.

    • Palmadita dice:

      Sí, ciertamente hay un tiempo de riesgo de alrededor de ~ 3 ns, o alrededor de ~ 117 MHz de ancho de banda de 3 dB. (Los tics buenos son 1 V en voltaje y 1 ns en el tiempo, por lo que el ejercicio "MS Paint" para crear cursores XY es bastante fácil). Debido a que abarca 60 MHz, eso es aproximadamente el doble de su especificación, lo que me parece un buen ingeniero de salud marginal.

      • Pyrofer dice:

        Como propietario de TDS210, esta es una buena noticia 🙂

        También hay un puerto serie en la parte posterior que puede usar para descartar la captura de pantalla directamente en una computadora. Siempre lo hago y funciona.

        • Nathan dice:

          Me alegra ver que todavía hay fanáticos del TDS210; Tengo uno sentado en mi banco en el trabajo. Aunque tenemos buenos tamaños modernos, sigo con el TDS como tamaño diario.
          Solo una nota: ten cuidado, porque se los recordaba como peligrosos.
          http://www.tek.com/service/safety/tds210-tds220
          Me comuniqué con Tek sobre el mío a principios de este año (S / N: B040019). Dijeron que si estaba dañado, las piezas ya no estaban disponibles (no lo estaba), pero honrarían la actualización: se lo envié a su técnico y regresó hace unas semanas con calcomanías de moda y sellos falsos; No lo abriré para ver qué se hizo en realidad, pero aún me sorprendió: ¡honraron un mod de hace 18 años!

  • Alphatek dice:

    En el momento en que apareció Tek, era muy importante que "el tamaño fuera portátil, y el uso de LCD era un mal necesario para lograr ese objetivo".

    En las interfaces de Rigol, creo que recuerdo publicaciones en los foros de EEV donde se compararon. Como soy vago y busco mucho foros de EEV, lo dejaré como ejercicio para el lector interesado.

  • RW dice:

    Según esto .. http://web.mst.edu/~cottrell/ME240/Resources/Inst_manuals/TDS210%20quickguide.pdf

    Se supone que debe hacer 1 Gigasample por segundo, así que me pregunto si se probó con el límite de ancho de banda habilitado.

    • Sweeney dice:

      Confundes ancho de banda analógico y digital. Lo que intentaban medir aquí era el ancho de banda analógico del extremo frontal del osciloscopio. Después de eso viene el ADC, luego el número de muestra de 1G se vuelve importante. Si se necesita la amplitud de 4ns para responder al pulso en el dominio analógico, no importa cuál sea la frecuencia de muestreo por encima de aproximadamente 175 M de muestras / s

      • RW dice:

        Correcto, pero en el momento en que se proyectó el alcance, creo que la parte digital era la parte más descargable de la ecuación, una rareza tan aterradora que es 5 veces mejor que el final anterior. Por lo tanto, me preguntaba si el límite de BW se llevó a cabo cambiando una tapa suave en la parte delantera, que el 4ns es el tiempo de subida.

        • Palmadita dice:

          El extremo frontal es de alrededor de ~ 120 MHz. Un muestreo es 8 veces, pero eso es un muestreo * total *. Ambos canales significan simultáneamente 500 MSa / s, lo que significa que es solo 4 veces más alto que el punto de 3 dB del extremo frontal.

          Eso no parece una exageración en absoluto. Sin embargo, necesita un filtro anti-aliasing a 250 MHz.

        • Aleš Hakl dice:

          Si mal no recuerdo, la serie TDS2xx (y TDS2xxxx, un poco más tarde con LCD en color y más funciones matemáticas) fueron básicamente los primeros DSO que podrían usarse como un reemplazo significativo para los entornos CRT tradicionales. En mi opinión, había tres razones para esto: frecuencia de muestreo significativamente más alta que la BW analógica (y por lo tanto, menor probabilidad de alias y otros artefactos DSO), compacidad y por el momento a un precio razonable. Supongo que todas estas tres características provienen en gran medida del hecho de que estos entornos contienen internamente tres Tek-ASIC, m68k y nada más.

  • Kevin Harrelson dice:

    Es interesante cómo algunos entornos han visto sonido y otros no. ¿Sonó la señal o no? De cualquier manera, algunos objetivos muestran la verdad y otros mienten.

    Solía ​​trabajar para Agilent (ahora Keysight) y trabajé en uno de los ASIC “Mega-Zoom”. Puedo decirles que aquellos que proyectan estas cosas están muy preocupados de que el osciloscopio les muestre lo que realmente está sucediendo y lo considerarían una falla personal si la forma de onda no coincide con la realidad. La amplitud de Agilent, cuando se utiliza con sondas Agilent, no mostrará el timbre donde no existe. También tendería a confiar en Tek y LeCroy, ya que tienen una gran reputación. Con ninguno de los dos mostrando ningún timbre, estoy bastante seguro de que no sucedió ningún timbre. Para los Rigol, podría ser algo así como parásitos en la sonda, un problema análogo con el final anterior, o tal vez algún DSP malo o inexistente.

    Sin embargo, problemas como este son la razón por la que a veces vale la pena obtener un mejor nombre de marca en el equipo de prueba (si puede pagarlo).

    • Palmadita dice:

      Sin algunos detalles en los arreglos, creo que es difícil entender qué es real y qué no. Parece que todos los tamaños terminaron en 1 Meg, por lo que es posible que vean muchos reflejos (aunque no es muy probable que el pulso sea de 50 ohmios). Agregue un poco más de cable entre el pulso y la amplitud y pasará de lo que ven los entornos LeCroy / Tek a lo que ven los entornos Rigol.

      La medida de Hantek parece realmente desordenada. Ni siquiera está cerca: se parece más a una medición acoplada a CA que a las otras.

      Si toma la forma de onda de LeCroy como la "verdadera", en realidad, el Tek es el único que parece preciso, pero de nuevo, sin conocer las diferencias de diseño, quién sabe.

      • Kevin Harrelson dice:

        Supuse que el usuario solo está usando las encuestas inclusivas y tocándolas con el DUT. Si este es el caso, mi reclamo sigue siendo válido si se utilizan las sondas del fabricante.

        Si, en cambio, la configuración de prueba incluía cables BNC sin procesar para las amplitudes, entonces mi afirmación sigue en pie, suponiendo que se usó la misma disposición, incluidos los cables, para todas las amplitudes, y que se ajustó la amplitud.

        De cualquier manera, el osciloscopio debe hacer todo lo posible para no afectar realmente los resultados de la prueba. Sí, es posible que una configuración de prueba provoque un timbre, pero es curioso que las grandes marcas no lo hayan hecho.

        • Palmadita dice:

          "Si, en cambio, la configuración de prueba incluye cables BNC sin procesar para los entornos"

          Sí, eso es lo que dicen que hicieron. "Debido al cable BNC de aproximadamente 100 mm, utilizamos para conectar un generador de impulsos y amplitud". No querrá utilizar una encuesta para medir el extremo frontal del alcance.

          Tengo que pensar que definitivamente intercambiaron cables en algún momento (a uno 2-3 veces más largo) o algo similar. De lo contrario, no veo cómo se pasa de los resultados de Tek a los resultados de Rigol. La gama Hantek realmente parece estar acoplada a CA.

          "Sí, es posible que una configuración de prueba cause una explosión, pero es curioso que las grandes marcas no hayan hecho eso".

          Sí, lo hicieron. Ese es el pequeño consejo que ve poco después del primer consejo. En el MSO2102A pasa lo mismo, un poco más separado en el tiempo por alguna razón. No puedo imaginar que tenga un cable de ~ 4-5 "dentro del alcance antes del final, así que tengo que pensar que era un cable más largo. También encajaría con el extremo ligeramente más bajo (más pérdida de cable).

          El DS1054z parece bastante más cuestionable. Me pregunto, debido a que es un truco de software, si realmente necesita o no recalibrar en las frecuencias más altas. Tanto el DS1054z como el Hantek tienen un comportamiento bastante notable (el pulso * cae * antes de subir), que puede imaginar proviene de un filtro de ecualizador aplicado incorrectamente o algo similar.

          El MSO2102A también lo tiene si se mira muy de cerca, pero probablemente esté dentro de los detalles del medidor de Rigol. Ni el Tek ni el LeCroy muestran ninguna prueba de comportamiento causal: el dinero que obtienes.

          • Lista de Jenny dice:

            Todas las mediciones tienen exactamente el mismo diseño, el pulso, el cable BNC de 100 mm, CC acoplado, impedancia de entrada de 1 Mohm

          • Palmadita dice:

            Entonces hay algo mal con los entornos Rigol / Hantek. No coinciden en absoluto con la forma de onda esperada. El aumento del tiempo no tiene sentido con tanta distorsión de fase.

          • Guenthert dice:

            > Tanto el DS1054z como el Hantek tienen un comportamiento bastante notable (el pulso * cae * antes de subir), que puede imaginar proviene de un filtro de ecualizador aplicado incorrectamente o algo similar.
            Esta será la representación de sin (x) / x (interpolación). Desafortunadamente, no se puede apagar en el Rigol DS1054z por períodos cortos de tiempo.

          • Jack dice:

            Usted lo llamó, la esquina inferior izquierda de la imagen de Hantek dice "AC", por lo que estaba conectado a AC.

    • Alan Hightower dice:

      ¿Alguno de los entornos admite encuestas activas? Tengo un Keysight MSOX-2024A y esa es probablemente la única característica que eventualmente me haría actualizar a una serie 3K. Cuando hace un análisis real de señales> 100 MHz, es casi inevitable.

  • Joan dice:

    Es curioso, justo en la época de tu otro artículo estaba buscando un nuevo visor para mi papá y para mí ... quería una batería + 4 canales.
    Recibió el mismo Rigol DS1054Z, y también el Owon SDS7102.
    Ambas son unidades hermosas y tienen diferentes ventajas y desventajas, la pantalla del Owon es hermosa. - bueno para personas mayores con anteojos.
    Lástima que su XDS de 4 canales + batería ... aún no ha salido, tal vez en algunos años.
    De todos modos, aquí más de un tipo los usa, así que creo que estaremos bien con dos unidades.
    PD: el Owon ya ha sido pirateado. La parte de carga de la batería de la fuente de alimentación se calienta innecesariamente debido a la tapa de tamaño insuficiente y a la falta de flujo de aire. Ambos puntos se abordaron reemplazando la tapa con 5 en serie, moviendo partes del circuito de bajo voltaje a la parte inferior de la placa de la fuente de alimentación para ganar suficiente espacio entre la parte posterior del chasis y la fuente de alimentación para otro ventilador 6010. Me olvidé de tomar fotos y todos ya estaban reunidos, pero esperando ahora los rodillos de globo de 5V y algo de red, así que tendría la oportunidad de hacerlos después de 2-3 semanas. cuando las partes están aquí, una verdadera pita para abrir ese caso.

    • Joan dice:

      5 sombreros en paralelo, no en serie. y corbata de mierda de cerebro.

      • Ren dice:

        Gracias, me preocupaste ahí ...

  • Mike Massen dice:

    Una revisión interesante, miró esto antes de las edades, pero no se "actualizó" ...
    Todavía tengo un par de HP 1631A / D y algunos otros que obtuve después de tener un HP1742A con el DMM que murió
    mientras que el HP ace analógico desapareció 🙁

    Sin embargo, los 1631 son muy sólidos y se sientan en el HP 6264B; necesitan suavizar sus resistencias.
    higroscópico después de cuántas décadas?

    Gracias

  • Dax dice:

    Y tengo una Leader LCD-100 estropeada por su tamaño. Ancho de banda de 200 kHz.

  • Miroslav dice:

    ¿No hay pruebas para un cossor de 2 MHz? ¡Estoy en shock! 🙂

  • Luke Weston dice:

    Sin prestar atención a la coincidencia de impedancia, terminación, líneas de transmisión, la red de compensación dentro de la 'encuesta completa' y los tipos de conectores y encuestas utilizados, es en su mayoría una tontería simplemente comparar diferentes 'osciloscopios' por su rendimiento en este tipo de alta -Escenario de velocidad.

    Los alambres no son alambres. Los cables no son solo algo perfecto, abstracto, una sola cosa en la que no tienes que pensar.

    Esta es básicamente la primera lección elemental de EE de alta velocidad.

    (RF rápida digital o de microondas: en realidad es lo mismo, todas las físicas son iguales, es solo una transformada de Fourier entre amigos. Entonces, ya sea que te guste lo analógico o lo digital, todas las consideraciones básicas se aplican en todos los ámbitos).

    Esta serie reciente de artículos de "alta velocidad" tiene el potencial de ser excelente, pero debe comenzar con el tema "los cables no son cables" y comprender el comportamiento de la transmisión de alta velocidad como primer punto, no como una ocurrencia tardía. en gran parte ignorado.

    • Palmadita dice:

      El generador de impulsos es una especie de impedancia adaptada. Terminó con 50 ohmios, y la impedancia de la fuente del transistor básicamente se puede considerar cero.

      Sin embargo, el problema aquí es que las amplitudes * no se * terminaron, lo que significa que ve un rebote de la amplitud, luego vuelve al generador de impulsos y un pequeño rebote porque los 50 ohmios no son perfectos. Mirando el reflejo en los entornos LeCroy y Tek, parece aproximadamente un 20% del original, lo que implicaría un VSWR alrededor de ~ 1.5, por lo que no es una coincidencia terrible. Tampoco es sorprendente teniendo en cuenta que parece que se trata de una resistencia de agujero.

      Si el cable fuera un poco más largo, entonces realmente no importaría tanto. Por supuesto, con un cable más largo, ejecuta las frecuencias más altas un poco más, por lo que el tiempo de primavera disminuirá en consecuencia. No use un cable barato, y un cable de 30 cm no será un gran problema. El reflejo mira la ubicación exacta de un cable de 100 mm (~ 1 ns más tarde).

      El problema que tengo es con los Rigols (el Hantek se ve desordenado, así que lo dejo). Ahí viene el reflejo * mucho * después: ¡casi 5 n! ¿Dónde se almacena la señal durante ese tiempo? ¿Está el autor * seguro * de que se utilizaron los mismos cables allí? ¿Se superan las amplitudes del Rigol en 50 ohmios? (En cuyo caso, ¿qué diablos es ese pulso?)

      • Lista de Jenny dice:

        Todas las medidas utilizaron la misma disposición, pulso, cable BNC de 100 mm, CC acoplado, impedancia de 1 Mohm.

        • TomG dice:

          Realmente necesitas terminar bien; esto afectará significativamente los resultados. A 100MHz puede quitar el conector BNC T y la carga de 50ohm. Las frecuencias más altas se benefician de un rango de 50 ohmios o por terminador.

          Además, la respuesta de frecuencia del cable afectará levemente los resultados con un ancho de banda de 100 MHz; Se prefiere el adjunto directo a la entrada del alcance.

          Recomiendo * encarecidamente * que haga una simulación de especia simple (por ejemplo, LTSpice) de una línea de transmisión ideal de 100 mm terminada con 1Mohm // 20pF, terminada en 50 ohmios y terminada en 50 ohmios // 20pF. Para amplitud y forma de onda de 100 MHz, realice un escaneo de CA de 10 MHz a 1 GHz. También da una respuesta transitoria.

          Creo que te sorprenderán los resultados.

          • Palmadita dice:

            “Realmente necesitas terminar bien; esto afectará significativamente los resultados. "

            Está terminado, y la alta impedancia de la encuesta. Simplemente agrega un reflejo del back-end imperfecto. Terminarlo bien en términos de amplitud ayudaría a reducir esa reflexión en otro factor de 10, asumiendo una pérdida de reducción de 20 dB.

            Además, la respuesta de frecuencia del cable afectará levemente a los resultados con un ancho de banda de 100 MHz ”.

            4 pulgadas de RG58 barato a 100 MHz es una pérdida de 0.014 dB. Incluso 2 pies solo ~ 0.2 dB hasta 500 MHz.

            "Se prefiere el adjunto directo a la entrada del alcance".

            El apego directo a la amplitud significa que el pulso y su reflejo están obstruyendo, lo que significa que obtienes ondas en la respuesta de frecuencia. Ahora, está bien, con más de 30 dB de atenuación entre el pulso y su reflejo (asumiendo mejor que 15 dB S22 en el generador de pulsos y mejor que 15 dB S11 al final) las ondas serán pequeñas, pero hay una buena posibilidad que todavía los verá si el tamaño es lo suficientemente bueno. De acuerdo, la mayoría de los tamaños tienen solo 8 bits o menos, por lo que es posible que no tenga suficiente rango dinámico para verlos. Pero bueno, es bueno acostumbrarse si terminas trabajando con sistemas más fieles.

            Use una longitud decente de buen cable (~ 6 pies de LMR-400, sea como $ 20-30, pérdida mínima incluso a 1 GHz), y luego ventana la medición amplia alrededor del pulso antes de hacer la FFT para obtener la respuesta de frecuencia . , y obtendrás una medida muy limpia.

        • Persona aleatoria dice:

          Lo siento, estás equivocado. La pantalla de Hantek muestra claramente que está acoplado a CA (esquina inferior izquierda).

          Además, LeCroy mide el tiempo de subida del 20 al 80%, mientras que mediste entre el 5 y el 100% en Tektronix. Qué porcentajes utilizan los otros osciloscopios es un misterio ahora. Esto significa que los números no son directamente comparables.

          Además de eso, Tektronix es una banda de 60MHz, no de 80MHz.

          • Lista de Jenny dice:

            Muy cierto, mi error sobre el Hantek. TBH, el Hantek no tiene la interfaz más fácil de usar, una razón más acertada en mi opinión para no comprarlo.

          • TomG dice:

            Fácil error; Las interfaces de "todos los botones y botones" tienen la ventaja de que no hay nada enterrado en los menús y que el escaneo rápido con visión periférica puede permitirle detectar errores.

      • Ren dice:

        ¡Gracias Pat!
        Todos esos años usando terminaciones de 50 ohmios y no entendí su propósito.

  • Reg dice:

    Artículo interesante. Me sorprende que tengas un pulso tan limpio. Tendré que pensar en construir uno de esos. Hay otra especificación importante, la planitud de responsabilidades.

    Me gustaría sugerir recolectar un conjunto de muestras de trazas de los nuevos entornos, calcular FFT de pulso único con Octave y luego promediar las FFT. Esto evitará que se pierda debido a las variaciones en los pulsos y la velocidad de repetición de los pulsos. Las variaciones serán suprimidas por 1 / sqrt (n), por lo que le dará una buena estimación del espectro. Luego compare los perfiles FFT con las especificaciones completas. El problema de fabricación puede estar obteniendo una respuesta plana en toda la banda ancha. Esta sería una comparación particularmente interesante de los Rigol. Si el DS1054Z tiene una desviación por encima de 50 MHz que excede la especificación, eso tendería a confirmar mi sospecha de que el etiquetado se basa en los resultados de la prueba final del producto. Otra cosa útil sería hacer las pruebas usando dos cables largos diferentes en caso de que haya una falta de coincidencia de impedancia, p. Al final del alcance del Hantek.

  • k0wfs dice:

    "Este modelo supuestamente tiene un truco de programación que ofrece un ancho de banda de 200 MHz. Es bastante obvio a partir de esta medición que tal cifra sería ilusoria".

    No. Después del hack, la serie Hantek DSO / MSO5000 tendrá un tiempo máximo de 1.8ns, lo que lo acerca a la clasificación de ancho de banda de 200 MHz del DSO / MSO5202. Los fabricantes utilizan más de un enfoque para desbloquear la banda ancha, por lo que los resultados VARÍAN.

    Además, como sugerencia, evite el uso de la palabra "obvio" en dichos artículos.

  • werecatf dice:

    Todo esto a unos cientos de MHz y aquí estoy, ¡agitando felizmente mi osciloscopio dso138 de 200KHz!

    • k0wfs dice:

      Bueno, eso es todo 🙂 Qué caballos de fuerza quizás nunca uses.

    • Josh M dice:

      Para amplificadores de audio, 200 KHz es todo lo que necesita. Mi papá usa un viejo amplificador analógico HP 200k que tiene un modo de entrada diferente para medir cosas con una referencia de tierra.

      • werecatf dice:

        Tbh, no me interesan en absoluto los problemas auditivos. Simplemente no puedo permitirme un alcance "verdadero", así que estoy contento con lo que tengo.

        • Guenthert dice:

          Hmmh, solo los entornos CRT analógicos ("CRO") con un ancho de banda inferior a 100 MHz son ahora baratos en el mercado usado. Aún más amado, más rápido es posible para una canción. Craigslist SF Bay Area actualmente tiene una HP1725A de 275 MHz por $ 125 (puede necesitar un poco de TLC) y una buena Tektronix 485 (350 MHz) por $ 275 (yo mismo estoy tentado).

    • D dice:

      Un poco agradable para el multímetro de $ 40 frente al multímetro de $ 400. Mi DSO Nano también es de 200 kHz, y es todo lo que puedo pagar ...

      • TomG dice:

        Si una banda de 200 kHz es suficiente para su aplicación, entonces es un uso elegante de la tecnología apropiada. No tengo tiempo para las personas que se jactan de ir a un supermercado a comprar pan en un Ferrari.

        • Dan # 942164212 dice:

          Bien, mis hijos necesitan lo suficiente para aprender y el menor gasto posible para maximizar la cantidad de herramientas que podemos permitirnos enseñarles a usar.

          Creo que algún tipo de comparación completamente transparente analizaría los alcances a través de los precios, o incluso simplemente trataría de conspirar precio versus eficiencia.

  • B dice:

    La gente de nuestra fábrica de TJ compró algunos Rigols a principios de 2015 por problemas de producción; tres de cada siete ya están muertos. Les envié unos osciloscopios Tek y HP Agilent de 15 a 20 años en nuestros estantes, y lo primero que notaron fue la diferencia en la forma ondulada y otros artefactos dinámicos de banda ancha.

    Meh. Hay una razón por la que algunas cosas cuestan mucho menos ...

  • TomG dice:

    Matemáticamente, la traza de amplitud es la unión de la forma de onda de entrada y la respuesta de la amplitud (encuesta). Si la forma de onda de entrada es un impulso, entonces la traza será la respuesta al impulso de la amplitud, y el tiempo de primavera se puede calcular trivialmente a partir de eso. Pero en este caso no es un impulso; la forma de onda de entrada es indefinida (aunque rápida) y, por lo tanto, la respuesta al impulso de la magnitud y el tiempo del riesgo * no puede * ser determinada por las trazas.

    La forma más práctica de determinar el tiempo de riesgo es que la forma de onda de entrada sea un paso, con un tiempo de resorte mayor que el de la amplitud.

    Por otra parte, el cableado y la terminación son muy importantes al realizar dichas mediciones. Sin especificar estos detalles, las trazas tienen un valor desconocido.

    Por ejemplo, en este último caso, considere que una encuesta típica tiene una capacidad de entrada de 15pF. A 100 MHz, esta es una impedancia (reactiva) de 100 ohmios (20 ohmios a 500 MHz). Esto es muy significativo en comparación incluso con una fuente de 50 ohmios, y la impedancia de la fuente es en realidad indefinida.

    • Palmadita dice:

      "La forma de onda de entrada es indefinida (aunque rápida) y, por lo tanto, la respuesta al impulso de la magnitud y el tiempo del riesgo * no puede * ser determinada por las trazas".

      Si no fuera por la reflexión, básicamente podrías hacerlo. Eche un vistazo a las pistas de Rigol: son bastante simétricas en ascenso / descenso. Mire el enlace del generador de impulsos y verá que es casi solo una banda limitada, lo que significa que la FFT le da la respuesta de frecuencia de la amplitud.

      Como dije anteriormente, el gran problema con las mediciones aquí es la impedancia de entrada de 1 Meg. El autor realmente necesita rehacer la medición con té BNC + una terminación discreta de 50 ohmios, aún usando la impedancia de entrada de 1 Meg en la amplitud (por lo que la amplitud se convierte en un germen, pero es un germen de alta impedancia y es corto. GHz o más, no será tan malo).

      "Eso es muy significativo comparado incluso con una fuente de 50 ohmios, y la impedancia de la fuente en realidad no está definida".

      No, no es. La fuente terminó con 50 ohmios. Mire el enlace del generador de pulsos y verá que cuando está conectado a una carga de 50 ohmios, es un pulso limpio.

      • TomG dice:

        La simetría no importa. Considere un filtro desconocido donde puede ver la salida del filtro pero no la entrada del filtro. ¿Cuál es la respuesta de frecuencia del filtro? Obviamente no tienes suficiente información. Ahora tenga en cuenta que la amplitud es tal filtro y que no se conoce la forma de onda de entrada. Por lo tanto, no puede determinar las características del alcance. OTOH, si la entrada es un paso con tiempo de subida

        Acerca de la capacitancia de entrada de la amplitud es significativa ... Solo haz una simulación de especias y verás que puede ser muy significativa, por la razón que dije. O pídale a cualquier operador de radio que le muestre cómo usar un gráfico de Smith. ¡O simplemente lea la especificación VSWR del alcance!

        Prácticamente, incluso a lo largo de mi banda de 400MHz de los 70, puedo ver claramente el efecto de una capacitancia de entrada de 20pF en una forma de onda que proviene de una fuente de 50ohm y termina con una carga de 50ohm, ¡y coincide con la simulación de especias!

        • Palmadita dice:

          No. La simetría lo es todo, porque ahora es solo un par de funciones de paso, con armónicos pares e impares; en otras palabras, si fuera un par de pasos infinitamente rápidos, ahora es un impulso que tiene el mismo contenido de frecuencia hasta el límite de ancho de banda, y simplemente puede tomar la FFT para obtener la respuesta de frecuencia de la amplitud. Con un tiempo de subida y bajada de ~ 500 ps, ​​será plano hasta unos pocos cientos de MHz, si no fuera por los reflejos.

          La razón por la que simplemente está usando el tiempo de subida con una función de paso es que puede averiguar cuál es el punto de 3 dB. Pero un impulso te da todo el contenido de frecuencia directamente, y este pulso * es * un impulso. Siempre usé esos impulsos para obtener respuestas de frecuencia.

          "En cuanto a la capacitancia de entrada de la amplitud significativa ..."

          Estás * intentando medir * la respuesta del osciloscopio. Por supuesto, la respuesta del alcance es significativa.

          • Robar dice:

            Como alguien que apenas está fuera del alcance (en su mayoría lo logré sin necesitarlo, y dedico más tiempo a la especificación que al o-scope), encuentro esta discusión informativa y fascinante. Gracias a ambos por su caminata y su caminata. ¿Alguno de ustedes tiene () recursos de impresión recomendados para alguien que realmente quiera aprender los métodos adecuados y la teoría del funcionamiento integral? Sé que necesito llenar los (muchos) vacíos en torno a mi conocimiento integral básico, ¡y ambos parecen personas que podrían señalar recursos realmente buenos sobre el tema! ¡Gracias!

  • nwimpney dice:

    Estoy bastante seguro de que los "trucos del programa" generalmente activan o desactivan un límite en el filtro. Por ejemplo, en la plataforma 1052E, cuando gira los bits para que piense que es 1102, obtiene un ancho de banda de 100MHz y puede ver tiempos de crecimiento más rápidos. La muestra en realidad no cambia, simplemente levante el corte del filtro. Probablemente pueda obtener el mismo resultado en hardware quitando / intercambiando el condensador. Por supuesto, solo con el pirateo de hardware, su base de tiempo aún podría ser limitada, suponiendo que difiera entre los entornos (creo que está en el 1052E, no sé sobre otros).

    Debería limitarse para evitar el alias, pero deliberadamente lo limitan aún más para permitirles vender el mismo hardware en diferentes niveles y permitir actualizaciones pagas, etc.

    • TomG dice:

      Es más probable que el cambio de programa solo cambie los coeficientes de los filtros DSP. Estoy seguro de que otras personas han realizado una investigación adecuada sobre esto; eevblog sería un buen lugar para buscar, ya que algunos de los hilos discuten la premisa en detalle.

      • Tom1644 dice:

        Está en el hardware. Ve a 31:40 en el video de ingeniería inversa de Dave aquí:

        • TomG dice:

          Me quedo corregido.

          Parece que están usando RC rolling en lugar del filtro Bessel ideal (filtro Bessel => fase lineal => distorsión mínima de la forma del pulso). Supuse que estaban usando una frecuencia de muestreo más alta más un filtro DSP para aproximarse a un filtro Bessel.

          Sin considerarlo en detalle, ¿podría el inicio de RC ser una causa de "Pat dice: 5 de octubre de 2016 a las 18:20? Entonces hay algo mal con los entornos Rigol / Hantek. No coinciden en absoluto con la forma de onda esperada. Aumentar el tiempo no tiene sentido con tanta distorsión de fase "?

  • C.A. dice:

    ¿En serio? ¿Otra vez con esta rápida "medición" de pulso? Ahora sé que este es Benchoff disfrazado. Solo él es el maestro en escribir artículos sobre cosas que no comprende. Y en serio deja de presionar tu fea placa de circuito. Esto es 3 veces ahora. Haz una tabla real.

    Instrumentar y medir señales rápidas es un asunto serio. El hecho de que esté rastreando su amplitud no significa que pueda saber nada sobre esa señal o la amplitud que la mide.
    "En estos tiempos, los factores más inesperados pueden marcar una diferencia significativa".
    Tu crees No tienes que adivinar. ¿Qué hay de leer sobre la medición de alta frecuencia y AQUÍ volver y escribir un artículo ... quizás entonces las cosas no sean así ... inesperadas?

    Nuevamente ... Aquí hay un enlace a alguien que sabe de lo que está hablando.
    http://www.siliconvalleygarage.com/projects/picosecond-pulser.html

    • TomG dice:

      Lo de la “placa de circuito fea” es probablemente una pista falsa. Mire cómo personas como Jim Williams construyen tableros; leyó su bastante famoso "AN-47".

      • C.A. dice:

        El prototipo de Jim Williams también era feo.
        La belleza está en un tablero organizado por expertos que es a la vez funcional, confiable y reproducible.

        • Robar dice:

          La belleza está en el ojo del espectador, y en mi opinión, las tablas de Jim William eran obras de arte. ¿Viviría para comentar? Supongo que no estaría de acuerdo por modestia, pero no criticaría las cosas por parecer sin pulir. Lo hizo de la forma en que lo hizo por una razón, y tenía la habilidad de saber qué funcionaría, cómo tenía que funcionar cuando construyó esos prototipos.

          • Robar dice:

            gaah ... necesita un botón de edición ... * Williams * no * William *. Perdóname, compañeros gramáticos.

          • C.A. dice:

            El verdadero arte en las cosas de Jim Williams estaba en el proyecto del circuito. Hay un aspecto de arte en sus edificios prototipo, pero solo en que entendió los límites de ese recurso y cómo trabajar con ellos y alrededor de ellos. La placa del pulso feo de La-Tecnologia es solo un desastre en una PCB vieja y chatarra.

    • Luke Weston dice:

      Eso es absolutamente hermoso.

      (Aunque, justamente, el PCB ordenado tiene la región del transistor del producto donde realmente importa, básicamente, volver a una construcción muy cuidadosa y limpia como la de Manhattan).

      Estos son los tipos de factores que importan. Si coloca demasiada soldadura en el pin SMA, obtendrá una falta de coincidencia de impedancia y verá un poco de ese pulso rebotando esa soldadura.

      Tómelo bastante bien y podrá averiguar exactamente cuándo, y exactamente dónde, hay una falla en el cable o conector que está causando el reflejo. Y es por eso que entramos en la reflectometría en el dominio del tiempo.

  • Luke Weston dice:

    Si le gusta este hilo, vaya y obtenga todos los detalles directamente de la fuente: vaya y lea AN72 de Jim Williams, donde describe este dibujo, cómo se usa, por qué se usa.

    Recomiendo encarecidamente leer esto, pero sorprendentemente ninguna de estas publicaciones recientes de HAD lo mencionó.

    http://cds.linear.com/docs/en/application-note/an72f.pdf

    En cuanto a las amplificaciones rápidas, es posible que pague cientos de miles de dólares por los últimos núcleos de medición de 100 GHz de Agilent o Lecroy en la actualidad, pero tengo mucho respeto por el Tek 519.

    45 kilogramos de aluminio, 650 vatios, algunas ecuaciones y la elegancia de Maxwell.
    Y la mayor parte del resto es vacío.
    Aumente el tiempo en unos doscientos picosegundos.
    Proyectado alrededor de la época del Sputnik.

    http://www.timkoeth.com/?cat=5

    http://w140.com/tekwiki/wiki/519

    Si observa el esquema, también es un buen ejemplo práctico de un generador de avalanchas.

    Luego estaban los HEMT GaAs baratos o los ECL DigiKey modernos 🙂

  • En serio dice:

    Hay algunas pautas para la regla del ancho de banda utilizado, es válida solo para filtros aproximados de primer orden, es para aumento de señal de paso, no de pulso, es aproximadamente +/- 10% de la lectura. Existe una especificación IEEE para medir un ancho de banda amplio IEEE 1057-2007. La metrología es un tema engañoso.

  • Sam dice:

    Estos osciloscopios Hantek nos funcionaron muy bien. También agradable porque su es decir, el soporte técnico podría ayudarnos instalando bit.ly/osciloscopios digitales

  • No es difícil dice:

    Acabo de realizar la misma prueba con mi rigol ds1054z y ​​obtengo un tiempo de subida de 1.1-1.2ns

Marco Navarro
Marco Navarro

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