Chinascope, är skräpet som visas verkligt?

[rvl]

Jag ska se om jag någorlunda enkelt kan illustrera detta med Matlab eller Octav. Om jag kan det så återkommer jag.

Wikipediaillustration:

[pi314]

rvl:
Som jag editerade in i mitt inlägg ovan så skrev jag snabbare än jag tänkte där.
Här är ett första försök till ett förtydligande.

Ja, så där blir det när man ser på fourierserien och trunkerar den vid en viss frekvens.

Om vi istället utgår från en nära perfekt fyrkantsvåg och skickar den genom ett lågpassfilter, t.ex. ett RC-filter, så kommer ringningarna att försvinna och stig- och fall-tider blir längre.

Det som jag tror körde ihop sig lite i diskussionen här är en sammanblandning mellan:
1. Vad händer om man trunkerar serien som "alstrar" fyrkantsvågen?
2. Vad händer om man skickar en fyrkantsvåg genom ett lågpassfilter, t.ex. ett RC-filter.

/Pi

[pi314]

Jag hittade den här bilden som illustrerar vad som händer när man kör en fyrkantsvåg genom ett RC-filter.

RC-filtered_square_wave.png

https://coertvonk.com/physics/rlc-filte ... se-2-31099

Om kapacitansen i exemplet i stället varit t.ex. 47 nF och övriga parametrar samma så hade vi fått som resultat en snygg fyrkantvåg med lite avrundade hörn. En våg med lite längre stig- och fall-tider, vilket minskar risken för att problem, som med ringningar, uppkommer i efterföljande kretsar. Som en följd av missanpassning eller av andra orsaker.

Det jag förselog tidigare i tråden var att impedansanpassa. Därutöver kan man "mjuka till" fyrkantsvågen med ett lämpligt C över 50 Ω-motståndet som jag då föreslog.

/Pi

[guckrum]

Jag tyckte att det var intressant att ringningen bara kom på knappt hälften av flankerna. För att förklara det får man gå utanför de tidskontinuerliga förklaringsmodellerna. Det är något med samplingen.

[Marta]

Såhär ser ett helt dataset ut, 5ms/ruta. "Utsmyckningen" flyttar sig för varje sampling, så det är nog en inerferens mellan bitklocka och scopet.

[MiaM]

Frågan är väl mest om efterföljande krets påverkas om ringningen finns på riktigt?

Bonus: Vilket oscilloskop är det du faktiskt har? T.ex. Rigol är ju gjorda i Kina. De går att firmwarehacka så att de specade för 50MHz klarar 100MHz, dock givetvis inte garanterad data för den högre specen. (Teorin är väl att de gör så för att ta korrekt betalt från större företagskunder osv men inofficiellt bjuder på denna uppgradering för hobbyister och kanske småföretag - det är ju ett bra++ argument för att köpa deras istället för nåt snarlikt annat oscilloskop i samma prisklass).

[pi314]

Jag tyckte att det var intressant att ringningen bara kom på knappt hälften av flankerna. För att förklara det får man gå utanför de tidskontinuerliga förklaringsmodellerna. Det är något med samplingen.

Min gissning är att det bara ser ut så. Däför att samplingen ibland råkar hamna på en topp och ibland hamnar toppen mellan två samplingar.

Om man t.ex. skruvar lite på syncnivån så borde det kanske gå att se hur topparna kommer och går på olika flanker.

/Pi

[guckrum]

Ja, då tänker vi i samma banor.

Hypotesen stämmer ganska väl med att spikarna har lite olika höjd, beroende på "var" samplingen träffar.

Man får tänka på att även om man justerar sampelfrekvensen så ändras INTE bandbredden i motsvarande grad, och man måste därför vara uppmärksam på vikningseffekter. Annars blir det fel. Man måst sampla snabbare än Nyquist, dvs dubbelt så fort som högsta frekvensen i insignalen.

[Marta]

Det är ett 200MHz 2 kanaler scope. 1GS/s då endast en kanal används. När det diskuteras negativa egenskaper på osäker grund så säger jag inte mer än så.

[gkar]

Om du kopplar proben till skåpets kalibratorutgång, ser du ringningarna då? Kan du trimma bort dem på proben?
Om Du har en TEKprob t.ex. kan du ta bort jordklämman och sätta dit en kort jordspets istället, hjälper det?
Om du gör en loop några varv på jordklämman, kanske med en ferrit, dvs ökar induktansen, påverkas signalen då?

Teoretiskt finns ringningana alltid på en perfekt digital signal pga https://en.wikipedia.org/wiki/Gibbs_phenomenon Detta säger dock ingenting om det du ser är mätfel?..

[pi314]

Jag tyckte det var lite off-topic och därför la jag inte upp det här tidigare.
Men, så tänkte jag att eftersom jag ändå hade gjort det så kan jag ju dela det.

Det handlar dels om fourieranalys. Som lite förenklat kan beskrivas som att alla periodiska förlopp kan beskrivas med en serie av sinus och cosinus-komponenter.

En fyrkantsvåg som en fourierserie, t.ex. ser, lite förenklat, ut så här.

sin(x) + sin(3x)/3 + sin(5x)/5 + sin(7x)/7 + sin(9x)/9 +...

Det här är dom fem första termerna.
Ju fler termer man tar med ju närmare kommer man fyrkantsvågen.

För att illustrera tog jag med 10, 100 och 1000 termer i serien och gjorde grafer.

230920_fourier_x_1.png

På grafen ovan är kurvan med 1000 termer lite svår att se, så jag zoomade lite (x40), nära "kanten".

230920_fourier_x_40.png

Man ser tydligt att med många termer så närmar det sig fyrkantvåg, men overshooten finns där. Om än under kort tid. Jag räknade med 4096 (OK, jag är en digital-/binär-nörd) punkter per period.

Vad händer om man har ett RC-filter?
En signal, ett RC-filter och ett oscilloskåp hade varit ett sätt att få veta. Att simulera är ett annat. Jag simulerade. Med två olika RC-filter, med samma R, men med två olika C.

Stigtiden (10% till 90%) är 0,35/3 dB-bandbredden.
3 dB-bandbredden är ƒ_c = 1/(2πRC).

Så stigtiden blir t_r = 0,7πRC

Ett exempel.
100Ω, 47 nF -> t_r = 1,0 µs

Här är exempel på stegsvaret med två olika RC-filter.

RC-filtered_square_wave.png

Med 115200 baud blir dom kortaste pulserna 8,7 µs.

Det finns 10 olika sorters människor när det gäller att förstå binära tal.
Dom som förstår och dom som inte förstår.

/Pi

[BJ]

Betyder det att det inte finns några perfekta fyrkantvågor utan överslängar?

Jag kan ju tänka mig att det inte finns någon vågform som först har
oändlig derivata, och sen derivatan 0 plötsligt.

[bearing]

De ringningar är typiska om man har en tveksam noll till proben, alltså "jord"-klämman som sitter dumt.
Ofta blir det så för att det kan vara svårt att komma åt att ha "jord"-klämman rätt ställe.

Min erfarenhet är också att det här beror på jordklämmans fysiska placering. Arean mellan jord och signal bildar en induktans. Proben har kapacitans. Hårda flanker sätter då igång en LC-oscillator runt proben, kan man säga.

Angående att det inte syns med proben i 1:1, bara 10:1, är kanske på grund av att resistansen är lägre, vilket dämpar ut svängningen snabbare?

Jag har inte tittat på videon Wihelm skickade, men jag antar att den handlar om detta:

Inte längden på på probens jordledning som spökar.

[bearing]

Marta, har du ställt in skruven på proben med hjälp av oscilloskopets fyrkantsvåg?

[guckrum]

En "perfekt" fyrkantsvåg kräver oändlig bandbredd, och det finns inte.