Bode Plot'ta Faz Eğrisi Pürüzsüz Ama Genlik (Amplitude) Neden Testere Dişi Gibi?

[TA3UIS]

Siglent SDS 1104X-E ve SDG 2042X ile ilk RC filtre (1k/100nF) analizimi yapıyorum.
10Hz - 100kHz arası Decade taraması başlattım.

Garip bir sorunum var:

Kırmızı hat faz harika bir eğri çizerken, Pembe hat Amplitude sürekli ani dik iniş ve çıkışlar yapıyor.

Cihazlar High-Z modunda, problar 10X te ve GND ler ortak.

Jeneratör voltajını arttırmak gerekir mi yoksa osiloskopun ayarıyla mı oynamak gerek?

Sizce bu görüntü bir gürültü problemi mi yoksa cihazlar arasındaki eşleşme hatası mı?

 

[Mikro Step]

R ve C yi lehimle birlestirip denesen. O delik desik beyaz nesneye hic bir zaman guvenmedim.

 

[TA3UIS]

R ve C yi lehimle birlestirip denesen. O delik desik beyaz nesneye hic bir zaman guvenmedim.

Haklısın, breadboard’un yüksek frekansta etkisi olabilir katılıyorum;

Ama bende genlik dalgalanması özellikle 1 kHz altında oluyor ve faz eğrisi tamamen düzgün.
Bu yüzden devreden ziyade ölçüm taraflı bir kararsızlık (jitter) gibi sanki.

Lehimli haliyle tekrar ölçüp farkı da paylaşırım.

 

[Mikro Step]

Lowpass RC filtrenin genlik grafiginde kesim frekansinin altinda bu sekilde sert inis cikislar yapmasi mumkun degil.

Genlik grafiginde 10..100Hz araliginda sorun olduguna gore sinyal senaratorunde ferekansi bu aralikta elle yada otomatik supururken genlikte gezinme olmamasi lazim. Bu durumu scopta normal goruntuleme modunda gozlemeyi denedin mi?

 

[TA3UIS]

Direnç ve kondansatörden oluşan bu kadar basit bir devrede neden böyle zikzaklar çıkar ki diye şaşırmıştım.
Pasif bir bileşenin bu tarz abartı tepkiler vermesi çok tuhaf.

Önerdiğiniz gibi, cihazı normal osiloskop moduna alıp jeneratör çıkışını 10 Hz, 1 kHz aralığında manuel olarak henüz kontrol etmedim, ilk fırsatta deneyip sonucu paylaşırım.

Yalnız testi birkaç kez tekrarladığımda kafamı karıştıran bir şey fark ettim:
Bu testere dişi şeklindeki zıplamalar her seferinde aynı noktada bitmiyor.
Bazen 100-200 Hz civarında grafik bir anda pürüzsüzleşirken, bazen de 1 kHz seviyesine kadar o dik zıplamalar devam edebiliyor.

Bu değişkenlik bana sorunun jeneratörden ziyade, osiloskobun Auto-Range algoritmasıyla ilgili olabilir mi acaba diye düşündürdü.
Çünkü tam o zıplamaların olduğu anlarda cihazdan 'tık-tık' diye röle sesleri geliyor.
Acaba osiloskop düşük frekanslarda uygun ölçeği bulmaya çalışırken, sinyalin tam oturmasını (yani o yerleşme süresini) beklemeden mi hatalı örnekler alıyor diye merak ettim.

İlginç olan 1 kHz’i geçtikten sonra her şey süt liman oluveriyor ve grafik tam olması gerektiği gibi pürüzsüz bir eğriye dönüşüyor

İlk fırsatta jeneratörü 10 Hz’den başlayarak elimle yavaş yavaş artırıp normal modda izleyeceğimç bakalım grafikte sinüs dalgasının boyu gerçekten değişiyor mu yoksa osiloskop mu beni kandırıyor

 

[TA3UIS]

Testi az önce yaptım. Jeneratörü (SDG 2042X) doğrudan osiloskoba (SDS 1104X-E) bağladım ve 10 Hz'den başlayarak manuel olarak frekansı artırdım.

Sonuç tam beklediğim gibi çıktı:
Jeneratör 3Vpp ile, 10 Hz'den 200 Hz'e kadar Pk-Pk: 3.04V değerini değiştirmeden, çivi gibi sabit tutuyor.
Yani jeneratör tarafında hiçbir genlik gezintisi veya kararsızlık yok.

Bu durumda Bode Plot grafiğindeki o testere dişi zıplamaların tamamen osiloskobun Auto-Range algoritmasıyla ilgili olduğu kesinleşmiş oldu diyebilir miyiz?

Osiloskop, düşük frekanslarda her yeni adımda dikey ölçeği (V/div) tekrar ayarlamaya çalışırken anlık hatalı örnekler alıyor ve bunları grafiğe yansıtıyor.
1 kHz'den sonra ölçek sabitlendiği için grafik pürüzsüz bir eğriye dönüşüyor.

Kendi gözlerimle jeneratörün bu kadar stabil olduğunu görmek içimi rahatlattı.
Ölçüm cihazlarının otomatik modlarına her zaman %100 güvenmemek gerektiğini de acı bir tecrübeyle (ve bolca merakla) öğrenmiş oldum.

 

[ckocagil]

O jeneratör DDS. Stabil olmama ihtimali yok.

Analizdeki düşük frekans performansı sample alınan süre ile alakalı. Ve süre yetersiz olduğu için FFT window algoritması da etkiliyordur.

 

[TA3UIS]

O jeneratör DDS. Stabil olmama ihtimali yok.

Analizdeki düşük frekans performansı sample alınan süre ile alakalı. Ve süre yetersiz olduğu için FFT window algoritması da etkiliyordur.

Dediğiniz gibi DDS jeneratör SDG2042X kaya gibi stabil.

Manuel loopback testinde 10hz-200hz arası pk-pk değeri milim oynamadı.
Sorun tamamen örnekleme penceresi sample time ile alakalı.

Yaptığım testlerde şunu netleştirdim:

10Hz de kabaca 2ms/div altına inince,
200Hz de ise yine kabaca 100us/div altına inince,
Pk-Pk değeri gerçek değerin (3V) altına düşmeye ve kararsızlaşmaya başlıyor.

Özetle ekrandaki tam dalga sayısı arttıkça, ölçüm doğru jeneratör değerine yaklaşıyor ve sabitleniyor.

Bode plot un başlangıçtaki testere dişi sorunu cihazın düşük frekanslarda yeterli periyot sayısını beklemeden hızlıca ölçüm almaya çalışmasından kaynaklı diyebilirim galiba.
1kHz den sonra pencereye daha fazla dalga sığdığı için her şey normale dönüyor çünkü.

Bode Plot modunda bunu nasıl çözebilirim diye menüleri didik ettim.

Yeni firmware (Bode Plot II) olmasına rağmen Sample Time gibi ayarlar bu versiyonda manuel müdahaleye kapalı menüde göremedim ya da başka bir yerde gizli. Sanırım yazılım bu durumda frekansa göre otomatik hesaplıyor.

 

[deleted]

Dediğiniz gibi DDS jeneratör SDG2042X kaya gibi stabil.

Manuel loopback testinde 10hz-200hz arası pk-pk değeri milim oynamadı.
Sorun tamamen örnekleme penceresi sample time ile alakalı.

Yaptığım testlerde şunu netleştirdim:

10Hz de kabaca 2ms/div altına inince,
200Hz de ise yine kabaca 100us/div altına inince,
Pk-Pk değeri gerçek değerin (3V) altına düşmeye ve kararsızlaşmaya başlıyor.

Özetle ekrandaki tam dalga sayısı arttıkça, ölçüm doğru jeneratör değerine yaklaşıyor ve sabitleniyor.

Bode plot un başlangıçtaki testere dişi sorunu cihazın düşük frekanslarda yeterli periyot sayısını beklemeden hızlıca ölçüm almaya çalışmasından kaynaklı diyebilirim galiba.
1kHz den sonra pencereye daha fazla dalga sığdığı için her şey normale dönüyor çünkü.

Bode Plot modunda bunu nasıl çözebilirim diye menüleri didik ettim.

Yeni firmware (Bode Plot II) olmasına rağmen Sample Time gibi ayarlar bu versiyonda manuel müdahaleye kapalı menüde göremedim ya da başka bir yerde gizli. Sanırım yazılım bu durumda frekansa göre otomatik hesaplıyor.

osiloskopun tetikleme frekansı 10 nun katları olarak artıyor.
Ölçme aralıklarını dar tutarsan röle tıklamaları ile voltaj kesilmelerini görmezsin.

 

[TA3UIS]

Sonunda suçluyu ve kilidini buldum.

Meğer o testere dişi zıplamalarının ana sebebi Config > Set Channel menüsü altındaki Channel Gain ayarının Auto modunda olmasıymış.
Bu ayarı Hold moduna getirdiğimde osiloskop tık tık vites değiştirmeyi bıraktı ve tarama boyunca hiç röle sesi gelmedi.

10Hz den başlatttığımda bile aldığım o pürüssüz şelale grafiği, cihazın Auto moddaki sabırsızlığını tamamen kanıtladı.

1.59 kHz pasif RC alçak geçiren filtrem ile şimdi kusursuz grafiği alabiliyorum.

 

[TA3UIS]

Forumdaki ustalara kafama takılan bir kaç şeyi daha sormak istiyorum:

Madem donanım Hold modunda bu kadar pürüzsüz bir ölçüm alabiliyor, neden Auto algoritması bu kadar sabırsız davranıyor?
Bu durum, sadece giriş seviyesi cihazlara özel yazılımın tarama hızını artırmak için örnekleme süresinden ödün vermesinden mi kaynaklanıyo?

Eğer öyleyse, cihazın kendi içindeki kısıtlı Bode yazılımı yerine; SCPI komutları ile PC üzerinden kendi tarama senaryomuzu yazsak (yani her frekansta cihazın iyice beklemesini sağlasak), bu cihazları donanım limitlerini zorlayarak profesyonel analizör hassasiyetine yaklaştırabilir miyiz?
Sizce SDS 1104X-E gibi cihazlar için en mantıklı upgrade/yükseltme yolu, PC yazılımlarıyla donanımın bu gizli potansiyelini açığa çıkarmak için bir seçenek midir?

Ustaların bu konu hakkındaki düşünceleri nedir?