Pourquoi ne puis-je pas voir le rebond d'un interrupteur sur un oscilloscope?

J'essaie de voir le rebond d'un simple interrupteur sur un oscilloscope.

J'ai préparé un circuit de maquette simple (alimentation → interrupteur → résistance → masse). Le problème est qu'il est affiché sous la forme d'un carré / rectangle parfait sur l'oscilloscope. J'ai joint une photo de l'écran de visée et du circuit.

Pourquoi ne puis-je pas attraper le rebond du commutateur sur la lunette? Je ne pense pas que ce soit un interrupteur qui ne rebondisse pas.

Voici une photo montrant une échelle de temps zoomée (50 µs / div). Comme vous pouvez le voir, elle passe de 0 V à 9 V en 150 µs et y reste. J'ai essayé quelques commutateurs différents. La résistance sur l'image est de 220 ohms, 0,5 watt.

Voici un test que j'ai fait avec mon oscilloscope Tek à 200 MHz. Vous devriez pouvoir obtenir des résultats similaires avec le Rigol, il s'agit d'un oscilloscope plus ancien avec une fréquence de capture modeste de 2 G / s.

Mon circuit est juste une sonde 10: 1 standard connectée à travers un interrupteur tactile de 6 mm avec un pullup 1K à une alimentation + 5V.

Toutes les captures n'étaient pas aussi désordonnées, certaines étaient plutôt idéales. Pousser dur semblait conduire à plus de désordre. Il y a un peu de sonnerie malgré une dérivation à travers l'alimentation - ce front descendant en raison de la fermeture des contacts du commutateur est très rapide.

Si je règle le balayage trop lentement (puis que je l'étends), j'obtiens juste une interpolation entre les échantillons, ce qui pourrait être trompeur. Il n'y a aucune information là-bas, donc la portée est fausse.

La capture était un événement unique, déclenché par un front descendant sur le canal actif, réglé relativement près du niveau 5V (la flèche jaune à droite indique le niveau de déclenchement de 3,68V). Le centre de l'écran est à -96ns (déplacé pour afficher un peu plus de données de pré-déclenchement car la plupart de l'action est pré-déclenchement).

L'oscilloscope ne retient que suffisamment de points pour afficher la trace à la résolution d'origine . Si vous capturez une trace, puis effectuez un zoom avant, elle "étale" les points, puis les relie à des segments de ligne droite. Cela peut donner l'impression que les fonctionnalités haute vitesse ne sont même pas là.

Pour trouver ce que vous cherchez, commencez par votre signal capturé. Ensuite, "zoomez" sur ce front montant en ajustant la base de temps. Lorsque vous commencez à vous rapprocher, vous commencerez à voir la pente ascendante du signal.

Ce faisant, vous perdrez la résolution de votre signal capturé. Pour remplir les détails, vous pouvez capturer de nouveaux échantillons de ce front montant à l'aide du mécanisme de déclenchement de l'oscilloscope.

Une fois que vous pouvez voir la pente montante, capturez un nouvel échantillon . Tout rebond / dépassement / bruit devrait devenir apparent.

Il s'agit d'un problème lié à la configuration de l'étendue et à une mauvaise compréhension de la façon d'interpréter les captures d'étendue. Vous devez capturer le front montant d'une seule impulsion à une résolution raisonnablement petite en utilisant un seul déclencheur. La bonne nouvelle est que c'est exactement ce que les oscilloscopes sont conçus pour faire

La procédure générique est la suivante:

1. Réglez le déclencheur sur le bord (haut) et le niveau de déclenchement à environ la moitié de la tension de votre bouton
2. (Facultatif) Déplacez le décalage (horizontal) du déclencheur vers la gauche de l'écran pour maximiser la partie de la capture après le déclenchement
3. Basculez le déclencheur sur "normal" et "mode unique" pour armer le déclencheur pour une seule capture
4. Appuyez sur votre bouton
5. Si vous utilisez un déclencheur continu, vous obtiendrez une nouvelle capture à chaque pression sur un bouton
6. Si vous n'utilisez pas le mode normal, vous risquez de perdre le signal capturé en raison de l'actualisation de l'aperçu (généralement déclenchée à 60 Hz pour avoir un mode "signal en direct" simulé), le mode "normal normal" fige la portée après la capture

La plupart des étendues de capture numériques enregistrent un nombre fixe de points à toute base de temps, de sorte que la fréquence d'échantillonnage est déterminée par une combinaison de base de temps et de profondeur de capture (qui peut être configurée) et limitée par la fréquence d'échantillonnage maximale. Sur mon oscilloscope Tektronix, l'oscilloscope affiche à la fois le temps par div et la fréquence d'échantillonnage effective.

Ce qui est affiché peut également être "fenêtré" selon le mode, il n'est donc pas toujours clair quel est réellement votre taux d'échantillonnage. Par exemple, 100 000 points dans une base de temps d'une seconde avec 10 divisions à l'écran seraient de 10 kS / sec. 100k points dans une base de temps de 10 µs avec 10 divisions à l'écran serait de 1 GS / sec. En règle générale, cela est proche de la limite pour les étendues numériques courantes, de sorte que les bases de temps inférieures à 10 µs sont souvent "agrandies" par divisions à 10 µs (par exemple, 100 000 points en 10 divisions à 10 µs, mais affichent une division avec 1 µs de base de temps sur l'écran ).

Notez également que la bande passante analogique (par exemple, "100 MHz") n'est pas directement liée à la fréquence d'échantillonnage numérique.

Une bizarrerie supplémentaire, le déclenchement n'est pas effectué sur le signal échantillonné (numérique), mais directement sur l'entrée via un système de déclenchement dédié. Cela signifie que vous pouvez déclencher (parfois) une impulsion trop courte pour être résolue dans le signal numérique. Ou vous pouvez ajouter un délai de déclenchement beaucoup plus long que la profondeur de l'échantillon (par exemple, afficher la capture à une résolution de 10 µs, mais 1 seconde après le déclenchement). C'est aussi pourquoi il y a souvent un port "aux" ou "trigger externe" qui peut être utilisé pour déclencher, mais jamais affiché ou capturé.

La portée échantillonne efficacement en continu dans un tampon en anneau et le déclencheur arrive et indique aux systèmes d'échantillonnage de stocker le tampon. Il s'agit d'une grande quantité de données, il faut donc un certain temps pour stocker les données et réarmer le système d'échantillonnage. L'électronique et la mémoire appropriée pour traiter un flux gigabit en continu sont très coûteuses, de sorte que les étendues sont conçues pour utiliser une profondeur de stockage et une bande passante numérique limitées grâce à des schémas de déclenchement.

En supposant que la résistance de rappel est une valeur raisonnable (1k - 10k), la prochaine chose que je vérifierais est de voir s'il y a un filtre actif sur ce canal. Je ne rechercherais pas la moyenne du signal - il s'agit d'un événement à événement unique et la trace montre cet événement unique. Mais il est tout à fait possible qu'il existe un filtre passe-bas à très basse fréquence qui est activé dans la portée.

Une autre façon de savoir s'il s'agit d'un problème de portée est de simplement brancher une paire de fils dans les bus pour les contacts du commutateur. Brossez ensuite les deux fils de l'interrupteur ensemble et regardez le bruit (ou son absence). Le bruit signifie que la portée est probablement correcte. La rampe lisse indique que l'oscilloscope n'affiche pas la pleine bande passante du signal d'entrée.

Figure 1. Les gars de la photo-criminalistique l'ont trouvé.

Il y a plusieurs facteurs:

• Vous avez un joli nouvel interrupteur propre qui rebondit très peu.
• Votre oscilloscope charge le circuit et les 15 pF suffisent pour vous aider. C'est peu probable, cependant, avec ce qui semble être une résistance avec une valeur en centaines de ohms. (Le rendu des couleurs de votre photo est médiocre.)
• La base de temps est trop rapide - mais vos commentaires disent que vous avez vérifié cela.

J'irais avec la première et la deuxième option.