Bant genişliği ölçüm metodolojisi

[ozkarah]

Yukarıdaki basitleştirilmiş hali. Şu daha doğru.

Hi-Freq Adj her probda olmuyor. 1KHz test sinyaliyle kalibre ettiğimiz kapasitör de Lo Freq Comp yazan yerdeki

 

[ozkarah]

Hayır o direnç probun ve kablonun kapasitans etkisini kompanse ediyor. Yoksa o kapasitans (100-150 pF) bir Low Pass Filtre görevi görüyor.
Hatta prob kabloları 1X modda bile bir nebze kompanse edebilmek için direnci yüksek iletkenlerden yapılıyor.

Mesela denemek için 1X modunda probunuzun ucu ile BNC konnektörün çekirdeği arasındaki direnci bir ölçebilirsniz. 300 Ohm civarında oluyor genelde. 10X modunda da 9 MOhm.

 

[Mikro Step]

9M//10pF ve 1M//20pF dan olusan gerilim bolucuyu yarin bir analiz edelim.

 

[ozkarah]

Bir de ticari olarak çok fazla örneği olmayan Z probe denilen ("Howard Johnson" probe olarak da bilinir) sadece resistif olan ancak 50 Ohm giriş ile kullanılan problar var.
Evde kendiniz yapabilirsiniz. Hatta bu örnek için çok uygun. Kapasitans çok çok düşük olduğundan çok yüksek frekanslara kadar çıkabiliyor. Anca dezavantajı giriş direncinin çok düşük olması nedeniyle devreye yükleme yapma riski ve 50 Ohm girişten kaynaklı 5V limiti (gerilim bölücü sayesinde pratikte 50V ancak yüksek frekansta düşüyor).

Şuraya bir bakabilirsiniz:

DC to 1GHz Probe

 

[taydin]

Osiloskobun kendisinin bant genişliği 1X veya 10X veya hangi X ise artık, ona bağlı olarak değişmez. X i osilskop sadece girişteki voltajı neyle çarpması gerektiğine karar vermek için kullanıyor. Probun bant genişliği burada değişen. 1X probların bant genişliğil çok düşük oluyor. Bende Keysight'ın orijinal 1X leri var onların bile bant genişliği sadece 30 MHz. Çin malı 1X lerin bant genişliği tamamen şansa kalıyor. Kimisi 3 MHz, kimisi 18 MHz, kimisi 6 MHz ...

 

[taydin]

Paypal sistemini kullanıyor ama ödeme ekranında Paypal hesabını kullanmadan kredi kartı ile ödeme seçeneği geliyor.

Benim ABD de A2 Hosting den kiralık VPS var. Onda bir VPN sunucu çalıştırıyorum. Böylece birşey alacağım zaman dolar bazlı fiyattan alabiliyorum. Bu VPN'i kullanarak paypal'e üye oldum geçenlerde. Elimdeki kredi kartlarını denedim, en sonunda bonus kartı kabul etti. Şu anda sorunsuz paypal alışveriş yapabiliyorum.

 

[Mikro Step]

9M//10pF ve 1M//20pF dan olusan gerilim bolucuyu yarin bir analiz edelim.

Vi yi 1 aldigimiz icin Vo/Vi buldugumuz en son baginti oluyor.

Simdi Vo/Vi de paydayi kompleks sayidan kurtarip ardindan da Vo/Vi nin modulunu bulalim.

Devamini daha sonra getirecegim.

 

[taydin]

Forumda matematik denklemleri girmek için latex kullanabilirsin.

 

[taydin]

Pals üreticisi geldi.

 

[taydin]

Ölçüm sonucu da pakete dahil edilmiş

 

[taydin]

Şimdi öncelikle sinyal jeneratörü ile klasik yöntemle osiloskop bant genişliğini belirlememiz lazım. Ama benim RF sinyal jeneratörünü de üç senedir kullanmıyorum, tekrar hatırlamam lazım nasıl kullanıldığını. Bunun normal kullanım şekli, WIFI üzerinden buna bağlanmak ve bir uygulaması ile parametreleri kontrol etmek. Ama o uygulama ve WIFI işleriyle uğraşmak istemiyorum, onun yerine USB seri terminalden kontrol edeceğim.

Sinyal jeneratörü yerli üretim olan ERASynth+. Bu sinyal jeneratörü 250 kHz den 15 GHz e kadar sinyal üretebiliyor. Öncelikle sinyal jeneratörüne arkadaki USB port üzerinden 5 V verdim. Sonra da seri terminal bağlantısı olan diğer USB port üzerinden de PC ye bağladım.

 

[taydin]

Güç vermeden akımı ne olur ne olmaz deyip 500 mA ile limitledim. Güç kaynağının çıkışını açınca hemen 500 mA akıma dayandı ve limitlemeye girdi. 1 A yaptım limiti, akım 1 A oldu ve gene limitlemeye girdi. Ulan noldu bozuldu mu bu diye düşündüm. Bozulduysa da yapacak birşey yok deyip akım sınırlamasını 2 A yaptım. Önce 1.5 A çekti sonra 1.25 A değerine stabilize oldu.

Seri terminal bağlantı verilerini de hatırlamıyorum, deneme yanılma ile tespit ettim. Baud hızı 115200 ve LF karakterlerini CRLF ye dönüşümü de aktive edince mantıklı bir veri aldım.

[ta@bonsai ~]$ picocom --imap lfcrlf -b 115200 /dev/ttyACM1
picocom v3.1

port is        : /dev/ttyACM1
flowcontrol    : none
baudrate is    : 115200
parity is      : none
databits are   : 8
stopbits are   : 1
escape is      : C-a
local echo is  : no
noinit is      : no
noreset is     : no
hangup is      : no
nolock is      : no
send_cmd is    : sz -vv
receive_cmd is : rz -vv -E
imap is        : lfcrlf,
omap is        :
emap is        : crcrlf,delbs,
logfile is     : none
initstring     : none
exit_after is  : not set
exit is        : no

Type [C-a] [C-h] to see available commands
Terminal ready
Upload code mode is: 0

---------------------------------------------------------------------
Embedded Version: v1.0.7
ERASynth Model: ERASynth+
Serial Number: 0004
Frequency: 1000000000Hz
Amplitude: 0.00dBm
Start Frequency: 1000000000Hz
Stop Frequency: 6000000000Hz
Step Frequency: 1000000000Hz
Dwell Time: 1000ms
Sweep Mode Free-Run[0]/External[1]: 0
RF OFF
Reference Int[0]/Ext[1]: 0
Reference Tcxo[0]/Ocxo[1]: 1
Modulation Type: NBFM
Modulation Source: Internal
Waveform Type: Sine
Internal Modulation Frequency: 1000Hz
FM Deviation: 5000Hz
AM Depth: 20%
Pulse Period: 2000us
Pulse Width: 1000us
bcn 0
del if1
usl
add if1
dhcp server start:(ip:192.168.4.1,mask:255.255.255.0,gw:192.168.4.1)
bcn 100
SSID: ERASynth
Passwordbcn 0
del if1
usl
add if1
dhcp server start:(ip:192.168.50.53,mask:255.255.255.0,gw:192.168.50.254)
bcn 100

---------------------------------------------------------------------
ESP8266 Embedded Version: v1.0.2
ESP8266 Off[0]/On[1]: 0
NBFM Modulation: Stopped

 

[taydin]

Seri terminalde mevcut komutlar nedir hatırlamıyorum. Terminalde "help" yazdım, h yazdım, ? yazdım, hiçbir tepki yok. Ne yazarsam yazayım ekranda hiçbirşey çıkmıyor. Neyseki bu sinyal jeneratörünün yazılımı açık kaynak.

ERA Instruments

ERA Instruments has 7 repositories available. Follow their code on GitHub.

github.com

Buradaki depolardan firmware deposuna eriştim ve içindeki Arduinonun kaynak kodundan komutların işlendiği yeri buldum.

        // Set Phase Noise Mode first, so frequency calculations will be according to it.
        command(">P9" + phaseNoise_Str);
        command(">F" + frequency_Str);
        command(">A" + amplitude_Str);
        command(">S1" + startFrequency_Str);
        command(">S2" + stopFrequency_Str);
        command(">S3" + stepFrequency_Str);
        command(">S4" + dwellTime_Str);
        command(">S0" + sweepTriggerMode_Str);
        if (sweepOnOff_Str == "1") { command(">SS" + sweepOnOff_Str); }
        command(">P0" + rfOnOff_Str);
        command(">P1" + referenceIntOrExt_Str);
        command(">P5" + referenceTcxoOrOcxo_Str);
        command(">M0" + modulationType_Str);
        command(">M1" + modulationSource_Str);
        command(">M2" + waveformType_Str);
        command(">M3" + internalModulationFreq_Str);
        command(">M4" + fmDeviation_Str);
        command(">M5" + amDepth_Str);
        command(">M6" + pulsePeriod_Str);
        command(">M7" + pulseWidth_Str);

 

[taydin]

Terminalde local echo yu açtım ki ne yazdığımı göreyim. Sonra da istediğim çalışma frekansını girip çıkışı enable ettim

*** local echo: yes ***
>F1000000000
Frequency: 1000000000Hz
>P0
RF ON

Ve osiloskopta da 1 GHz sinyali görüyorum.

 

[taydin]

Şimdi öncelikle 250 kHz deki genliği ölçüp bir kenara yazdım. 238 mVrms. Bu değeri 0.707 ile çarparsak 168 mVrms elde ediyorum. Yani genliğin 168 mVrms değerine düştüğü frekans bizim bant genişliğimizdir.

1.4 GHz frekansta genlik 170 mVrms oldu. Yani bu osiloskobun bant genişliği 1.4 GHz.

 

[taydin]

Şimdi pals üretecini bağlayalım. Üreteç mevcut hali ile 10 MHz lik negatif bir kare dalga pals zinciri üretiyor.

Yükselme ve düşme zamanlarına bakalım:

 

[taydin]

Ölçülen rise time 249.6 ps. Pals üretecinin rise time 30 ps, dolayısıyla aradaki fark osiloskobun bant genişliğinin kısıtlamasından kaynaklanıyor.

[math]BW = \frac{0.35}{t_r}[/math]
Yukarıdaki formülden gidersek, bant genişliği 1.402 GHz çıkıyor. Yani -3 dB noktasını belirleyerek ölçtüğümüz bant genişliği ile bu formülün öngördüğü bant genişliği neredeyse tam olarak aynı çıkıyor.

 

[taydin]

Ama tabi burada şimdi şu soru var: Bant genişliği formülünde pay 0.35 iken tam olarak doğru sonuç aldık. Ama bu formülde pay 0.40 veya 0.45 de olabiliyor. Mesela 0.45 alsak, bant genişliği 1.8 GHz çıkıyor ve bu değer en azından benim osiloskop için doğru değil. Osiloskopta kullanılan analog front end'in yapısı, kullanılacak katsayının ne olması gerektiğini belirliyor. Dışarıdan bakarak da bu karakteristik belirlenemeyeceğine göre, bu formülü doğru bir şekilde nasıl kullanacağız belli değil. -3 dB bant genişliği ile doğrulamak lazım, ama bunu yapınca da formüle gerek kalmıyor ...

 

[Mikro Step]

Proba dogrudan pille darbe deneyini yaptiniz mi?

 

[taydin]

Proba dogrudan pille darbe deneyini yaptiniz mi?

Onu yapmadım daha. Deneyeyim şimdi.