Perché non riesco a vedere il rimbalzo di un interruttore su un oscilloscopio?

Sto cercando di vedere il rimbalzo di un semplice interruttore su un oscilloscopio.

Ho preparato un semplice circuito breadboard (alimentazione → interruttore → resistenza → terra). Il problema è che viene visualizzato come un quadrato / rettangolo perfetto sull'ambito. Ho allegato una foto dello schermo dell'oscilloscopio e del circuito.

Perché non riesco a rimbalzare l'interruttore sull'oscilloscopio? Non credo sia un interruttore che non rimbalza.

Ecco una foto che mostra una scala temporale ingrandita (50 µs / div). Come puoi vedere, sale da 0 V a 9 V entro 150 µs e rimane lì. Ho provato alcuni interruttori diversi. La resistenza nella foto è di 220 ohm, 0,5 watt.

Ecco un test che ho fatto con il mio ambito Tek a 200 MHz. Dovresti essere in grado di ottenere risultati simili con il Rigol, questo è un ambito più vecchio con una modesta frequenza di acquisizione 2Gs / s.

Il mio circuito è solo una sonda standard 10: 1 collegata attraverso un interruttore tattico da 6 mm con un pullup da 1K a + 5V di alimentazione.

Non tutte le catture erano così disordinate, alcune erano piuttosto ideali. Spingerlo forte sembrava portare a più disordine. C'è un po 'di squillo nonostante un bypass sull'alimentatore: quel fronte di caduta a causa della chiusura dei contatti dell'interruttore è molto veloce.

Se imposto uno sweep troppo lento (e quindi espando) ottengo solo l'interpolazione tra i campioni, il che potrebbe essere fuorviante. Non ci sono informazioni lì, quindi l'ambito le finge.

La cattura è stata un singolo evento, innescato dal fronte di discesa sul canale attivo, impostato relativamente vicino al livello 5 V (la freccia gialla a destra indica il livello di trigger di 3,68 V). Il centro dello schermo è a -96 ns (spostato per visualizzare un po 'più di dati pre-trigger poiché la maggior parte dell'azione è pre-trigger).

L'oscilloscopio ricorda solo punti sufficienti per visualizzare la traccia alla risoluzione originale . Se acquisisci una traccia e poi ingrandisci, "allarga" i punti, quindi li collega con segmenti di linea retta. Questo può far sembrare che le funzionalità ad alta velocità non siano nemmeno lì.

Per trovare quello che stai cercando, inizia con il segnale acquisito. Quindi "ingrandisci" su quel fronte di salita regolando la base dei tempi. Quando inizi ad avvicinarti, inizierai a vedere la pendenza crescente del segnale.

Mentre lo fai, perderai la risoluzione sul segnale acquisito. Per compilare i dettagli, è possibile acquisire nuovi campioni di quel fronte di salita utilizzando il meccanismo di attivazione dell'oscilloscopio.

Una volta che puoi vedere la pendenza crescente, cattura un nuovo campione . Qualsiasi rimbalzo / superamento / rumore dovrebbe diventare evidente.

Questo è un problema con l'impostazione dell'ambito e l'incomprensione di come interpretare le acquisizioni dell'ambito. È necessario acquisire il fronte di salita di un singolo impulso a una risoluzione ragionevolmente piccola utilizzando un singolo trigger. La buona notizia è che questo è esattamente ciò che gli oscilloscopi sono progettati per fare

La procedura generica è:

1. Impostare il trigger su edge (su) e il livello di trigger a circa metà scala della tensione del pulsante
2. (Opzionale) Spostare l'offset (orizzontale) del trigger sulla mano sinistra dello schermo per massimizzare la porzione di acquisizione dopo il trigger
3. Passare il trigger su "normale" e "modalità singola" per attivare il trigger per una singola acquisizione
4. Premi il tuo pulsante
5. Se si utilizza il trigger continuo, si ottiene una nuova acquisizione a ogni pressione del pulsante
6. Se non si utilizza la modalità normale, si potrebbe perdere il segnale acquisito a causa dell'aggiornamento dell'anteprima (in genere attivato a 60 Hz per avere una modalità "segnale live" simulata), la modalità "normale normale" congela l'ambito dopo l'acquisizione

La maggior parte degli ambiti di acquisizione digitale registra un numero fisso di punti in ogni momento, quindi la frequenza di campionamento è determinata da una combinazione di base temporale e profondità di acquisizione (che può essere configurata) e limitata dalla frequenza di campionamento massima. Sul mio oscilloscopio Tektronix l'oscilloscopio visualizza sia il tempo per div che la frequenza di campionamento effettiva.

Ciò che viene visualizzato può anche essere "finestra" a seconda della modalità, quindi potrebbe non essere sempre chiaro quale sia effettivamente la frequenza di campionamento. Ad esempio, 100K punti nella base dei tempi di 1 secondo con 10 divisioni sullo schermo sarebbero 10 kS / sec. 100k punti in una base temporale di 10 µs con 10 divisioni sullo schermo sarebbero 1 GS / sec. In genere questo è vicino al limite per i comuni ambiti digitali, quindi le basi temporali inferiori a 10 µs vengono spesso "ingrandite" divisioni a 10 µs (ad es. 100k punti in 10 divisioni a 10 µs, ma visualizzano una divisione con 1 µs di base temporale sullo schermo ).

Si noti inoltre che la larghezza di banda analogica (ad esempio "100 MHz") non è direttamente correlata alla frequenza di campionamento digitale.

Un ulteriore stranezza, il trigger non viene eseguito sul segnale (digitale) campionato, ma direttamente sull'ingresso attraverso un sistema di trigger dedicato. Ciò significa che è possibile attivare (a volte) un impulso troppo breve per essere risolto nel segnale digitale. Oppure è possibile aggiungere un ritardo del trigger molto più lungo della profondità del campione (ad esempio, visualizzare l'acquisizione con una risoluzione di 10 µs, ma 1 secondo dopo il trigger). Questo è anche il motivo per cui spesso esiste una porta "aux" o "trigger esterno" che può essere utilizzata per eseguire il trigger, ma mai visualizzata o acquisita.

L'oscilloscopio esegue efficacemente il campionamento continuo in un buffer ad anello e il grilletto arriva e dice ai sistemi di campionamento di memorizzare il buffer. Questa è una grande quantità di dati, quindi richiede un po 'di tempo per memorizzare i dati e riarmare il sistema di campionamento. L'elettronica e la memoria adatta per elaborare continuamente un flusso gigabit sono molto costose, quindi gli ambiti sono progettati per sfruttare la profondità di archiviazione limitata e la larghezza di banda digitale attraverso schemi di attivazione.

Supponendo che il resistore pull-down sia un valore ragionevole (1k - 10k), la cosa successiva che verificherei è vedere se esiste un filtro attivo su quel canale. Non cercherei la media del segnale: si tratta di un evento a singolo evento e la traccia mostra quel singolo evento. Ma è del tutto possibile che sia presente un filtro passa-basso a frequenza molto bassa che è attivato nell'ambito.

Un altro modo per scoprire se si tratta di un problema di ambito è semplicemente collegare una coppia di fili nei bus per i contatti degli interruttori. Quindi spazzola i due fili dell'interruttore insieme e osserva il rumore (o la mancanza di esso). Rumore significa che l'ambito probabilmente va bene. La rampa regolare indica che l'oscilloscopio non sta visualizzando l'intera larghezza di banda del segnale di ingresso.

Figura 1. I ragazzi della fotografia forense hanno trovato questo.

Ci sono diversi fattori:

• Hai un bel nuovo interruttore pulito che rimbalza molto poco.
• Il tuo ambito sta caricando il circuito e il 15 pF è sufficiente per aiutarti. Ciò è improbabile, tuttavia, con quello che sembra essere un resistore con un valore in centinaia di ohm. (La resa cromatica della tua foto è scadente.)
• La base dei tempi è troppo veloce, ma i tuoi commenti dicono che hai controllato questo.

Vorrei andare con la prima e la seconda opzione.