廉价示波器显示16 MHz方波

我拥有一台便宜的示波器Hantek DSO4102C。它的额定带宽为100 MHz，采样率为1 GSa / s。有关该工具的一些信息，可以在这里找到：http :
//hantek.com/en/ProductDetail_3_4163.html现在，我有一个Atmega328P MCU，它以16 MHz的外部石英运行，没有任何代码（被usbasp擦除的芯片），仅CKOUT保险丝位置1。因此，我应该在PB0引脚上看到一个方波，但我的范围显示出它相当失真：
MCU的数据表中没有提到引脚上升时间，这让我感到非常惊讶，因此我无法检查测量到的9.5 ns是否有效值。但是从超过6伏的Pk-Pk电压（甚至在560 mV的情况下甚至低于零）来看，我认为示波器存在问题。我对吗？

稍后再提出一些建议 我将所有东西组装在面包板上，而不是使用Arduino Uno。我已通过面包板用电线将示波器的接地夹连接到ATMega的接地针。我直接在输出引脚上进行测量（请参见下面的布局照片）。现在，即使使用20 MHz振荡器，我也可以获得更好的结果。 显然，Pk-Pk值现在和信号形状都更加接近实际。因此，感谢大家的帮助！

我认为范围存在问题。我对吗？

不要这样 使用高阻抗探头测量快速边缘信号时，过冲是一种正常现象。（此外，这些信号看起来和我期望的一样尖锐。）

关于感应高速信号有很多教程：这是阅读一个的最佳时机！

哦，还有吉布（Gibb）现象，它表示，对理论上完美的（或远不止于频带限制）边缘的任何频带限制观测都将有大约9％的超调。要了解这一点，我建议您查看方波的余弦级数表示，并考虑去除5×16 MHz以上（方波的基本频率）以上的信号会被截断。

请记住，如果您有一个100MHz的砖墙式滤波器（理想情况），其中有一个完美的16MHz方波，则您看到的唯一谐波是1（16MHz），3（48MHz）和5（80MHz）。这是一个理想的情况，但是如果您进行计算，您会发现结果与您看到的相差不远。

当然，在非理想的情况下，探头的负载和补偿会产生进一步的失真效应，并且开始时的波形不会是完美的正方形。

马库斯·穆勒（MarcusMüller ）提到了吉布斯现象，该现象会在带宽受限的信号中产生振铃伪影，而克里斯托博尔·波多卡龙波利斯（Cristobol Polychronopolis）提到，您的100 MHz带宽将使谐波幅度降低到16 MHz信号中的三分之一以上。

为了简单起见，并且只是为了了解波形的变化情况，我们可以绘制出仅前三个谐波的 Cristobol理想情况：

请注意，如果给出方波，这就是具有理想的100 MHz砖墙滤波器的理想范围。因此，不，当您看到波形中的振铃时，示波器就不会损坏：它显示的是探头和模拟前端引入的失真以及数字化之前的滤波不完善之后所看到的。

这是您需要学习处理的事情：每当您用示波器检查电路时，它都会改变（希望不会太大）该电路在该点的波形，然后在探头的尖端和示波器的探头之间会发生进一步的失真。显示。由于您无法避免这种情况，因此，在使用“示波器”时，尤其是在相对高频的电路上，必须对可能发生的失真有一个很好的了解。

除了关于探头补偿和探头选择的说法外，来自以标称速度运行的IC的16MHz信号在上升时间中并不总是那么快，以至于看起来像是完美的方波。为此，您必须使用完全能够处理100MHz范围内信号的输出级。设计一个像MCU这样的IC尽可能快地上升只会浪费功率并产生EMC问题。