Bant genişliği ölçüm metodolojisi

[taydin]

105 denemede en düşük 1.33 ns elde edebildim. Ama ortalama 17 ns, maksimum 68 ns elde etmişim. Aslında yeterince denersem 1 ns altına inebilirim belki, ama sorun şu: Bant genişliği testini yaparken BİLİNEN bir pals lazım. Bir istatistik hiçbir işe yaramıyor.

 

[taydin]

Bu testi yaparken de pile olabilecek en iyi şansı verdim. Pilin negatifini BNC ye dokundurdum, minimum uzunlukta kabloyu da artıya lehimledim. Osiloskop da 50 Ω modunda idi

 

[taydin]

Burada olan olay, pilin iç kimyasının eşdeğer devresindeki kaçak endüktans ve kapasitans, bir de kısa da olsa bağlantı telinin kaçak endüktans ve kapasitansı, bizim palsı öldürüyor.

 

[Ahmet]

gps

 

[ozkarah]

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.

19655 eklentisine bak

Üstat elinize sağlık. Sadece bir ihtimal gözden kaçmasın diye yazıyorum. Bu tür jeneratörler içinde genellikle düşük ve yüksek frekanslar için ayrı iki pals jeneratörü barındırıyor. Bu iki jeneratörün karakteristiği farklı olabiliyor.

Çıkışıta da bir amplifikatör, dinamik ayarlanan düşük geçişti filtre (kaliteli cihazlarda sinüse çevirmek için), güç ölçer ve ayarlanabilir attenuator oluyor. Bu kombinasyonda çıkış gücünde +- 2 dB'e kadar hata payı olabiliyor (sizin cihazın datasheet değeri +-1.5dB). Ayrıca düzenekteki bu katmanlar çok düşük frekanslarda farklı sonuçlar verebilir.

İki önerim olacak:
1- Osiloskopta FFT imkanı varsa süpürme sinyaliyle sinyal genliğinin düzgünlüğüne bir bakabilirsiniz.
2- İkinci jeneratör genellikle 12.5-35 MHz aralığından yukarıdan sorumlu oluyor. Sizin cihazda sanırım 12.5 MHz üzerinden sorumlu. En azından 30-40MHz gibi bir seviyedeki genliği referans değeri alabiliriz.

 

[Mikro Step]

Prob girisini bir direncle yuklemen gerekir.

Yukselme zamanindan yola cikarak band genisligi tespitinde olmazsa olmaz konu;

"Girise uygulanan sinyalin yukselme zamani scopun yukselme zamanindan daha dusuk olmali."

Bu deneyi siradan lojik ciplerle yada transistorlerle yapamayiz cunku yukarida bahsettigim sarti gercekleyemeyiz.
Fakat pil deneyinde zaman gecikmesine neden olacak hic bir sey yok.

Probun neden olacagi gecikme pals jenaratorunde de olacak. Dolayisi ile prob etkisini gozardi etmis oluyoruz.

100 kusur denemeye gerek kalmamasi lazim. 10 civarinda denemeden sonra guzel sekil yakalaniyor. Muhtemelen sorun direnc konmayisindandir.

Eve gidince asagidaki deneyi de yapayim.

1) Prob girisine 1.5v pil baglanir.
2) Tetikleme modu tek adim moduna alinir.
3) Tetik seviyesi 1.49 v gibi bir degere set edilir.
4) Pil bir tel parcasiyla kisa devre edilip geri birakilir.

 

[taydin]

Şimdi 1 GHz için ölçüm yaptım, genlik 210 mVrms. 250 kHz için 238 mVrms ölçmüştüm. 210 mVrms e göre gidersek, -3 dB noktası 148 mVrms oluyor. Bu şekilde bant genişliğini ölçünce de 1.7 GHz çıkıyor. Demekki 1 GHz bandı içerisinde genlik hatası gözardı edilemeyecek kadar fazla. Bu durumda -3 dB için referans değerini nasıl alacağız? Tüm 1 GHz bandı boyunca frekans tepkisinin ortalamasını mı alacağız?

 

[taydin]

Prob girisini bir direncle yuklemen gerekir.

Yukselme zamanindan yola cikarak band genisligi tespitinde olmazsa olmaz konu;

"Girise uygulanan sinyalin yukselme zamani scopun yukselme zamanindan daha dusuk olmali."

Bu deneyi siradan lojik ciplerle yada transistorlerle yapamayiz cunku yukarida bahsettigim sarti gercekleyemeyiz.
Fakat pil deneyinde zaman gecikmesine neden olacak hic bir sey yok.

Probun neden olacagi gecikme pals jenaratorunde de olacak. Dolayisi ile prob etkisini gozardi etmis oluyoruz.

100 kusur denemeye gerek kalmamasi lazim. 10 civarinda denemeden sonra guzel sekil yakalaniyor. Muhtemelen sorun direnc konmayisindandir.

Eve gidince asagidaki deneyi de yapayim.

1) Prob girisine 1.5v pil baglanir.
2) Tetikleme modu tek adim moduna alinir.
3) Tetik seviyesi 1.49 v gibi bir degere set edilir.
4) Pil bir tel parcasiyla kisa devre edilip geri birakilir.

Pals jeneratörü ile test ederken prob kullanmıyorum. Doğrudan bir ucu SMA diğer ucu BNC olan kaliteli bir koaksiyel kablo kullanıyorum. Kablonun bant genişliği 18 GHz. Yani bu düzenekte pals jeneratörü çıkışı ile osiloskop girişi ideale yakın match edilmiş durumda, herhangi bir kaçak endüktans/kapasitans yok, Hem osiloskop, hem de pals jeneratörü neredeyse saf rezistif 50 Ω empedans görüyor.

 

[ozkarah]

Şimdi 1 GHz için ölçüm yaptım, genlik 210 mVrms. 250 kHz için 238 mVrms ölçmüştüm. 210 mVrms e göre gidersek, -3 dB noktası 148 mVrms oluyor. Bu şekilde bant genişliğini ölçünce de 1.7 GHz çıkıyor. Demekki 1 GHz bandı içerisinde genlik hatası gözardı edilemeyecek kadar fazla. Bu durumda -3 dB için referans değerini nasıl alacağız? Tüm 1 GHz bandı boyunca frekans tepkisinin ortalamasını mı alacağız?

Bu cihazlar önce yükseltip sonra attenuator ile kıstığından hata payı içerisinde yukarı-aşağı salınımlar olabiliyor. 100 MHzden önce osiloskopun bant genişliğinden kaynaklı bir düşük ölçüm yaşanacağını sanmıyorum. Referans değer 10, 20, 30, 50, 100 MHz frekanslarındaki genliklerin ortalamasını alsak? 250 KHz'i eklemedim çünkü zaten jeneratörün dip frekansı. Oralarda tutarsız olabilir. NanoVNA'de öyle.

 

[taydin]

10, 20, ve 30 MHz de genlikler 250, 242, 239 mVrms. Ama 50 MHz ve 100 MHz için sinyal sinüs değil de kare dalgaya dönüyor Genlikler de 272 ve 274 mVrms ...

 

[ozkarah]

10, 20, ve 30 MHz de genlikler 250, 242, 239 mVrms. Ama 50 MHz ve 100 MHz için sinyal sinüs değil de kare dalgaya dönüyor Genlikler de 272 ve 274 mVrms ...

Bir ara kendi sinyal jeneratörümü yapsam gibi fikirlere kapılmıştım O ara biraz araştırdım.

Filtreleme yapmak için x adet farklı frekansta Low Pass Filtreleyi bir RF switch ile tetikleyerek harmoniklerden kurtuluyorlar ve kare dalgayı sinüse çeviriyorlar.

Filtrelerin sayısı ve kombinasyonlarına göre bazı frekanslarda harmonikler filtrelenememiş. Muhtemelen 40MHz civarında bir filtreden sonraki 300-500 MHz civarında.

 

[ozkarah]

EraSynth'in içine bakınca çıkıştan hemen önce sinyalin seviyesi ölçülüyor. Sonra da bir switch ile kumanda edilen zayıflatıcılar vasıtasıyla sinyalistenilen seviyeye indiriliyor. Bu ölçüm çok hassas olamadığından (çoğu RF güç ölçüm entegresi çok lineer değil ve sinüs-kare dalga için farklı sonuç verebiliyor) ve sonrasındaki zayıflatma çok küsüratlı olamadığından, sonuçta çıkan sinyal farklı frekanslarda yukarı aşağı salınıyor.

Bu sebeple farklı aralıklardan sinyal örneği alalım dedim.

Elinizde 120 MHz civarında bir LPF olsa keşke. Ya da belki de sinüs gelene kadar yükselmeyi deneyebiliriz.

 

[taydin]

Aslında bant genişliğinin tanımına göre gidersek, frekans cevabının pik değeri ile bu değerden -3 dB düştüğü nokta anlaşılıyor. Ama tabi front end frekans cevabı DC'de pik yapıp monoton azalan bir cevap değil. Bütün bant boyunca düşüp yükseliyor. Bence frekans cevabındaki değişiklikleri görmezden gelip, yeterince düşük bir frekanstaki cevap referans alıp ona göre gitmek mantıklı.

 

[taydin]

Şimdi spektrum analizör ile kontrol ettim ERA çıkışını.

ERA	SA
250 kHz 0 dBm	250 kHz 0 dBm
1 GHz 0 dBm	1 GHz -0.09 dBm
1.1 GHz 0 dBm	1.1 GHz -0.33 dBm
1.2 GHz 0 dBm	1.2 GHz -0.02 dBm
1.3 GHz 0 dBm	1.3 GHz -0.06 dBm
1.4 GHz 0 dBm	1.4 GHz -0.41 dBm
1.5 GHz 0 dBm	1.5 GHz -0.27 dBm

Yani benim test ettiğim frekanslarda ERA çıkışı yeterince stabil.

 

[Mikro Step]

Elimdeki arizali probun kablosunu sokup dogrudan scopa giren kismina 2K7 uzerinden 1.5v pil bagladim.
Tek atim modunda iken dogrudan scopa en yakin canli girisi cimbizla saseye kisa devre ettim.

Scopun dusme suresi olcum ozelligini acinca hic hesaba gerek kalmadan en kucuk dusme suresi 3nS olarak olculdu.

0.35/3 den 103Mhz olarak band genisligini verdi.

Ben hala bu pilin neden 1.5v degil de 1.6v verdigini merak ediyorum.

Pilin markasi PowerB (Alkalin)

 

[ozkarah]

Şimdi spektrum analizör ile kontrol ettim ERA çıkışını.

ERA	SA
250 kHz 0 dBm	250 kHz 0 dBm
1 GHz 0 dBm	1 GHz -0.09 dBm
1.1 GHz 0 dBm	1.1 GHz -0.33 dBm
1.2 GHz 0 dBm	1.2 GHz -0.02 dBm
1.3 GHz 0 dBm	1.3 GHz -0.06 dBm
1.4 GHz 0 dBm	1.4 GHz -0.41 dBm
1.5 GHz 0 dBm	1.5 GHz -0.27 dBm

Yani benim test ettiğim frekanslarda ERA çıkışı yeterince stabil.

Sonuçlar bu kadar stabilse sorun yok. Datasheet'in çok önüne geçmiş EraSynth.
<1 GHz aralığında da kontrol edebilir misiniz acaba? Merak ettim.

 

[taydin]

Sonuçlar bu kadar stabilse sorun yok. Datasheet'in çok önüne geçmiş EraSynth.
<1 GHz aralığında da kontrol edebilir misiniz acaba? Merak ettim.

Yarın ölçeyim. 250 kHz - 3.2 GHz arasında süpürüp SCPI ile değerleri okursam komple transfer fonksiyonunu çıkarmış olurum.

 

[taydin]

Döngü içinde 1 MHz adımlarla test etmek istedim ama ERA 1.5 GHz lerde falan seri porttan komut işlememeye başlıyor ... Ama problem ortaya çıkana kadarki genlik sapmaları 0.5 dB den daha az.