La trace de l'oscilloscope n'est pas tout à fait carrée

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Je viens d'obtenir un oscilloscope Rigol DS1052E et jusqu'à présent, je suis très satisfait de cela.

Pour un premier test, j'ai utilisé ma carte fpga papilo pour générer un signal en utilisant le verilog suivant -

module Demo(input clock, output led);

reg [0:8] counter = 0;

always @(posedge clock)
begin
   counter <= counter + 1;
end

assign led = counter[0];

endmodule

J'ai connecté la sonde de l'oscilloscope jusqu'à la broche de sortie. Je l'ai appelé LED parce qu'il avait une LED allumée lors d'un test précédent, mais ce n'est qu'une broche déconnectée en ce moment, et j'ai eu cette trace -

Trace d'oscilloscope

La fréquence, etc. est tout comme prévu, mais je vois des pics à chaque transition positive et négative. Ma question est, sont-elles réelles? Et si c'est le cas, est-ce que je devrais m'inquiéter dans un vrai circuit si cette broche était connectée quelque part, ou est-ce un artefact de la façon dont je mesure le signal?

Fondamentalement, est-ce que j'utilise correctement la «portée»? En tant que développeur de logiciels faisant cela pour un passe-temps, j'ai tendance à penser que les signaux numériques sont purement activés ou désactivés, mais je sais que c'est plus compliqué que cela que je voulais demander, est-ce que je vois quelque chose de réel ici, et est-ce quelque chose que j'aurais jamais eu se préoccuper de

John Burton
la source
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Essayez de le connecter à la source interne de 1 kHz de l'oscilloscope (en bas à droite, une broche étiquetée masse et l'autre une onde carrée), et si cela montre également les pointes, tournez la petite vis sur la sonde jusqu'à ce que les pointes disparaissent.
Roman Starkov

Réponses:

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Deux problèmes me viennent à l'esprit:

  1. Le clip de mise à la terre de votre sonde est-il connecté de manière à obtenir la connexion la plus courte possible au retour de votre source de signal? (Si le circuit intégré logique ou le FPGA a des broches d'alimentation tamponnées avec des condensateurs, connectez le clip de mise à la terre de votre sonde directement au nœud de terre au niveau de ces condensateurs.)

  2. Votre sonde est-elle indemnisée? Il ne suffit pas d'utiliser une sonde 1:10 pour une bonne qualité de signal, vous devez également faire correspondre la capacité de la sonde à la capacité d'entrée de l'oscilloscope. Connexes: ce didacticiel en ligne , cette réponse et cette réponse .

zebonaut
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Aha, je vérifiais 1) et déplaçais légèrement l'attache au sol et le signal était considérablement nettoyé. Je suppose qu'il n'était pas correctement connecté au sol
John Burton
@JohnBurton, dans la conception numérique à grande vitesse, il suggère d'obtenir le signal de la plus haute qualité pour utiliser un rasoir comme un couteau et se connecter à partir du blindage juste à côté de votre point de mesure, offrant idéalement un chemin de retour très très court.
Kortuk
Merci pour toutes les autres réponses, j'ai accepté celle-ci car elle m'a fait vérifier le clip de masse, qui n'était pas correctement connecté. Une fois connecté, l'image ressemble beaucoup plus à ce que j'attendais. Toujours pas "parfait" mais les autres articles expliquent pourquoi.
John Burton
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Le pic est probablement dû à un couplage capacitif et à la pente (?) De la marche.

Qu'est-ce qui est connecté à la broche que vous mesurez?

De plus, il semble que le signal que vous générez soit légèrement supérieur à 300 mV. Utilisez-vous une sonde 10x ou y a-t-il un composant entre les deux?

Quoi qu'il en soit, vous pouvez essayer d'appliquer un filtre RC à la sortie (1kOhm-1nF -> t = 1us) pour voir si les étapes deviennent plus lisses.

clabacchio
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Rien d'autre que la sonde de test n'est connecté à la broche. Et oui, la sonde a été réglée sur 10x. C'est quelque chose que j'ai appris :)
John Burton
Donc, si c'est facile pour vous d'essayer cette expérience et si vous le pouvez, rapportez le résultat
:)
oui, je vais le faire :)
John Burton
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L'électricité, les électrons ne bougent pas instantanément, ils sont régis par des règles de physique, il y aura une pente vers une horloge, il n'y a rien que vous puissiez faire à ce sujet (l'onde d'énergie va et vient à travers le fil beaucoup plus rapidement que vous ne pouvez mesurer) . En partie en raison de la vitesse de l'horloge et de l'équerrage ainsi que de votre équipement de mesure, il y aura un dépassement (pointes, bosses) ou un sous-dépassement (arrondi). Une partie de cela est votre équipement de test et une partie de votre circuit, mais c'est prévu. Si vous deviez voir des signaux parfaitement carrés avec de beaux coins et des changements d'état verticaux, je serais très inquiet et rechercherais ce qui ne va pas avec la mesure. Sur un oscilloscope, c'est-à-dire sur un analyseur logique, vous devriez obtenir la forme d'onde parfaite.

old_timer
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Je suis heureux de dire que les électrons ne sont pas porteurs de signaux. Imaginez si vous aviez des vitesses de signal de l'ordre de mètres par seconde au lieu de 200 000 mètres par seconde. J'obtiens des signaux de très haute qualité en utilisant des techniques de mesure très soignées. Il n'y a rien de tel qu'une onde carrée parfaite, mais il y a quelque chose de bien mieux que cela aussi.
Kortuk
@Kortuk Wikipedia indique que la dérive des électrons est de l'ordre de mètres par heure , pas de mètres par seconde - et c'est pour un courant de 3A!
Roman Starkov
@romkyns J'essayais juste de donner une idée que les électrons se rapprochent des vitesses qu'un humain peut facilement déplacer, sans essayer d'exécuter des calculs exacts, vous avez raison, m / heure serait plus raisonnable.
Kortuk