为什么看不到示波器上的开关跳动?


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我正在尝试查看示波器上一个简单开关的弹跳。

我准备了一个简单的试验板电路(电源→开关→电阻器→接地)。问题是,它在示波器上显示为完美的正方形/矩形。我已附上示波器屏幕和电路的照片。

为什么我无法在示波器上弹跳开关?我不认为这是不反弹的开关。

示波器

电路图


这是一张显示放大的时间标度(50 µs / div)的照片。如您所见,它在150 µs内从0 V上升到9 V,并保持在那里。我尝试了几种不同的开关。图片中的电阻为220欧姆,0.5瓦。

在此处输入图片说明


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您是否尝试过调整时基/水平刻度?
NMF

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我很难相信您的放大版本实际上是一个新的触发器。除了示波器的内部插值之外,什么都没有。示波器创建的RC滤波器的干净中断将显示出指数级的干净上升-没有线性关系。我敢打赌,您只是放大了存储的波形。
管道

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我缩放后的照片来自另一个拍摄时的电池,而不是电源。但是就像@pipe所说的那样,我已经捕获了缩小的视图,然后放大了上升沿。现在我知道,在捕获之前和之后更改时间刻度是不同的事情吗?我不知道 我将需要弄清楚如何在时间刻度设置为uSec范围时捕获。
Deniz

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@Deniz将时基设置得相当快(可能为1ms),示波器触发将变为“单个”和“上升沿”,然后按按钮。那应该没问题。您可能还需要查看显示设置,然后更改这些点以仅显示每个点的点,或者步进到每个点(产生“楼梯”效果),这将使您在放大时不会上当太过分了。
格雷厄姆

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相关:反跳指南(PDF)。(作为HTML- 第1 部分第2部分)。“低于100 ns的反弹很常见”
Peter Mortensen

Answers:


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这是我对200MHz Tek示波器进行的测试。使用Rigol,您应该可以获得类似的结果,这是一个较旧的示波器,捕获频率仅为2Gs / s。

我的电路只是一个连接在6mm轻触开关上的标准10:1探头,带有1K上拉至+ 5V电源。

在此处输入图片说明

并非所有的拍摄都如此混乱,有些看起来非常理想。用力推动似乎会导致更多的混乱。尽管在电源上有旁路,但仍有一些振铃-由于开关触点闭合而导致的下降沿非常快。

如果我将扫描设置得太慢(然后扩展),我只会在样本之间进行插值,这可能会产生误导。那里没有信息,所以示波器会伪造它。

捕获是单个事件,由活动通道的下降沿触发,设置为相对接近5V电平(右侧的黄色箭头表示触发电平为3.68V)。屏幕中心在-96ns处(移动以查看更多的预触发数据,因为大多数操作是预触发的)。


1
设置触发电平接近5v确实有帮助。它会尽早触发,并允许捕获更多在第一次接触后发生的事情。
Deniz

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@Deniz在某些情况下可能会发现,在稳态电压附近触发会根据电子噪声而引起误触发。由于过渡过程很快,因此另一种方法是将触发偏移量(水平偏移量)向左移动。在预先存在的捕获中,这具有将信号水平“钳位”的效果,可能看起来并不理想,但是在重新触发时,示波器会开始移动捕获,因此触发点为10%,而不是严格的一半。在某些捕获中,将缓冲区的一半牺牲给预触发是不可取的
太过疯狂了

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示波器仅记住足够多的点以原始分辨率显示轨迹。如果捕获迹线然后放大,它将“散布”这些点,然后将它们与直线段相连。这似乎使高速功能似乎不存在。

要查找所需内容,请从捕获的信号开始。然后通过调整时基将其“放大”到该上升沿。当您开始靠近时,您将开始看到信号的上升斜率。

这样做时,您将失去捕获信号的分辨率。要填写详细信息,您可以使用示波器的触发机制捕获该上升沿的新样本。

一旦看到上升斜率,就捕获一个新样本。任何弹跳/超调/噪音应变得明显。


我添加了50uSec缩放的时标照片。如您所见,没有反弹。我还将尝试使用微控制器读取按钮,看看它是否实际上在弹跳。
Deniz

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如果缩放存储的波形,则可能没有中间样本,只能进行插值。你可以看到更清晰的边缘,如果你存储在较高时基设置一个新的样本。如前所述,好的或新的开关可能几乎没有可检测到的反弹。
KalleMP

12
μ

3
@Deniz要说服自己,请尽可能将示波器显示模式切换为点
crasic

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这是范围设置的一个问题,也是对如何解释范围捕获的误解。您必须使用单个触发器以相当小的分辨率捕获单个脉冲的上升沿。好消息是,这正是示波器的设计目标

通用过程是:

  1. 将触发设置为上升沿,并且触发电平大约为按钮电压的一半
  2. (可选)将触发器(水平)偏移量移到屏幕的左侧,以最大程度地触发后捕获
  3. 将触发器切换到“正常”和“单一模式”以为一次捕获准备触发器
  4. 按下按钮
  5. 如果您使用连续触发,则每次按下按钮都会获得新的捕获
  6. 如果您不使用正常模式,则可能会由于预览刷新而丢失捕获的信号(通常以60 Hz触发以具有模拟的“实时信号”模式),“单一-正常”模式会在捕获后冻结示波器

大多数数字捕获示波器在所有时基上记录固定数量的点,因此采样率由时基和捕获深度(可以配置)的组合确定,并受最大采样率的限制。在我的Tektronix示波器上,示波器同时显示每格时间和有效采样率。

根据模式,显示的内容也可能会“显示”,因此可能并不总是清楚您的采样率是多少。例如,在10秒内在屏幕上显示10格的100K点进入1秒时基将为10 kS / sec。在屏幕上有10个分度的10 µs时基中,100k点将为1 GS / sec。通常,这接近于常见数字示波器的极限,因此,通常将10 µs以下的时基以10 µs“放大”(例如,将10万点的10万点以10 µs的比例分为10格,但在屏幕上以1 µs的时基显示一个格) )。

还要注意,模拟带宽(例如“ 100 MHz”)与数字采样率不直接相关。

另一个怪癖,不是对(数字)采样信号进行触发,而是直接通过专用触发系统对输入进行触发。这意味着您可以(有时)触发太短而无法在数字信号中解析的脉冲。或者,您可以添加一个比采样深度长得多的触发延迟(例如,以10 µs的分辨率显示捕获,但在触发之后1秒显示)。这也是为什么通常会有一个“辅助”或“外部触发”端口可用于触发但从未显示或捕获的原因。

示波器将有效地连续采样到环形缓冲区中,并且触发器随之出现,并告诉采样系统存储缓冲区。这是大量数据,因此需要一些时间来存储数据和重新配置样品系统。电子设备和连续处理千兆位流的合适内存非常昂贵,因此示波器被设计为通过触发方案利用有限的存储深度和数字带宽。


+1!比我的回答提供的信息要多得多:)
bitsmack

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假设下拉电阻是一个合理的值(1k-10k),我接下来要检查的是查看该通道上是否有一个有源滤波器。我不会在寻找信号平均-这是单个事件,并且跟踪显示该单个事件。但是,很有可能在示波器中打开了一个非常低频率的低通滤波器。

找出是否存在示波器问题的另一种方法是简单地将一对电线插入开关触点的总线中。然后将两根开关线刷在一起,查看噪声(或噪声)。噪音意味着范围可能还可以。平滑斜坡表示示波器未显示输入信号的全部带宽。


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在此处输入图片说明

图1。照片取证的家伙发现了这一点。

有几个因素:

  • 您有一个不错的全新清洁开关,弹跳很少。
  • 您的示波器正在加载电路,而15 pF足以提供帮助。但是,这似乎不太可能,因为它似乎是一个电阻值数百欧姆的电阻器。(照片的色彩表现很差。)
  • 时基太快-但是您的评论说您已经检查了这一点。

我会选择第一个和第二个选项。


我添加了50uSec缩放的时标照片。如您所见,没有反弹。我还将尝试使用微控制器读取按钮,看看它是否实际上在弹跳。
Deniz

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因此,您认为15pF会以220ns的3.3ns RC渐近线加载220 Ohms,从而产生150us的线性斜坡吗?请法医人员再次检查。我的法医说它闻起来像220欧姆i.stack.imgur.com/xEwUo.png
托尼·斯图尔特Sunnyskyguy EE75
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