Traço do osciloscópio não muito quadrado

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Acabei de obter um osciloscópio Rigol DS1052E e até agora estou muito satisfeito com ele.

Para um teste inicial, usei minha placa papilo fpga para gerar um sinal usando o seguinte verilog -

module Demo(input clock, output led);

reg [0:8] counter = 0;

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

assign led = counter[0];

endmodule

Conectei a sonda do osciloscópio ao pino de saída. Chamei-o de LED porque tinha um LED aceso em um teste anterior, mas agora é apenas um pino desconectado e recebi esse rastreio -

Rastreio do osciloscópio

A frequência etc é como o esperado, no entanto, vejo picos em cada transição positiva e negativa. Minha pergunta é: são reais? E se são, é algo que eu precisaria me preocupar em um circuito real se esse pino estivesse conectado em algum lugar ou eles são um artefato da maneira como estou medindo o sinal?

Basicamente, estou usando o 'escopo corretamente? Como um desenvolvedor de software que faz isso por um hobby, costumo pensar em sinais digitais como puramente ligado ou desligado, mas sei que é mais complicado do que isso tanto perguntar. Estou vendo algo real aqui, e é algo que eu já teria preocupar-se com

John Burton
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Tente conectá-lo à fonte interna de 1kHz do osciloscópio (canto inferior direito, um pino marcado como terra e o outro uma onda quadrada) e, se isso também mostrar os picos, gire o pequeno parafuso na sonda até que os picos desapareçam.
Roman Starkov

Respostas:

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Dois problemas vêm à mente:

  1. O clipe de aterramento do seu sensor está conectado de modo que você obtenha a conexão mais curta possível com o retorno da sua fonte de sinal? (Se o IC lógico ou o FPGA tiver pinos de suprimento armazenados em buffer com capacitores, conecte o grampo de aterramento da sua sonda diretamente ao nó de terra nesses capacitores.)

  2. Sua sonda é compensada? Não é suficiente usar uma sonda 1:10 para obter boa qualidade do sinal; você também precisa combinar a capacitância da sonda com a capacitância da entrada do osciloscópio. Relacionado: Este tutorial online , esta resposta e esta resposta .

zebonauta
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Aha, eu estava checando 1) e movi o clipe de terra apenas um pouco e o sinal limpou consideravelmente. Eu acho que não foi devidamente ligado à terra
John Burton
@JohnBurton, em design digital de alta velocidade, ele sugere obter o sinal da mais alta qualidade para usar uma faca de barbear e conectar-se a partir da blindagem ao lado do ponto de medição, idealmente, oferecendo um caminho de retorno muito curto.
Kortuk
Obrigado por todas as outras respostas, eu aceitei esta porque me fez verificar o clipe de terra, que não estava conectado corretamente. Com ela conectada, a imagem é muito mais parecida com o que eu esperaria. Ainda não é "perfeito", mas os outros posts explicam o motivo.
John Burton
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O pico provavelmente se deve a um acoplamento capacitivo e à inclinação (?) Da etapa.

O que está conectado ao pino que você está medindo?

Além disso, parece que o sinal que você está gerando é um pouco mais de 300 mV. Você está usando uma sonda 10x ou há algum componente no meio?

De qualquer forma, você pode tentar aplicar um filtro RC à saída (1kOhm-1nF -> t = 1us) para ver se as etapas ficam mais suaves.

clabacchio
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Nada além da sonda de teste está conectado ao pino. E sim, a sonda foi ajustada para 10x. Isso é algo que eu aprendi :)
John Burton
Então, se é fácil para você tentar essa experiência e, se puder, informar o resultado:) ... ou apenas tentar estender a escala de tempo para ver o pico mais em detalhe
clabacchio
Sim, eu vou fazer :)
John Burton
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Eletricidade, elétrons não se movem instantaneamente, eles são governados por regras da física, haverá uma inclinação para um relógio, não há nada que você possa fazer sobre isso (a onda de energia realmente vai e volta através do fio muito mais rápido do que você pode medir) . Em parte devido à velocidade do relógio e à esquadria, bem como ao seu equipamento de medição, haverá ultrapassagem (picos, batidas) ou subida (arredondamento). Parte disso é seu equipamento de teste e parte disso é seu circuito, mas é esperado. Se você visse sinais perfeitamente quadrados com cantos agradáveis ​​e mudanças verticais de estado, ficaria muito preocupado e investigaria o que há de errado com a medição. Em um escopo, em um analisador lógico, você deve obter a forma de onda perfeita.

old_timer
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Fico feliz em dizer que os elétrons não são portadores de sinais. Pense se você tivesse velocidades de sinal da ordem de metros por segundo em vez de 200.000 metros por segundo. Recebo sinais de alta qualidade usando técnicas de medição muito cuidadosas. Não existe uma onda quadrada perfeita, mas há algo muito melhor do que isso também gera.
Kortuk
A @Kortuk Wikipedia afirma que o desvio de elétrons é da ordem de metros por hora , não metros por segundo - e isso é para uma corrente de 3A!
Roman Starkov 11/02
@romkyns Eu estava tentando apenas dar uma idéia de que os elétrons estão se aproximando das velocidades que um ser humano pode se mover facilmente, não tentando executar a matemática exata, você está correto, m / hora seria mais razoável.
Kortuk