16MHzの方形波を示す安価なオシロスコープ

Cheap Oscilloscope Showing 16 Mhz Square Wave

解決：

スコープに問題があると思います。私は正しいですか？

そうは思わないでください。ハイインピーダンスプローブで高速エッジ信号を測定する場合、オーバーシュートは完全に正常な現象です。 （また、これらの信号は、私が期待するのとほぼ同じくらいシャープに見えます。）

高速信号の検知に関するチュートリアルはたくさんあります。これは、高速信号を読むのに最適な時期です。

ああ、ギブズ現象があります。これは、理論的に完全な（または帯域制限がはるかに少ない）エッジの帯域制限された観測では、約9％のオーバーシュートが発生することを示しています。それを理解するには、方形波のコサイン級数表現を見て、5×16 MHz（=方形波の基本周波数）を超えるものを取り除くときに何を遮断するかを検討することをお勧めします。

完全な16MHz方形波を備えた100MHzブリックウォールフィルター（理想的な場合）がある場合、表示される高調波は1（16MHz）、3（48MHz）、および5（80MHz）のみであることに注意してください。これは理想的なケースですが、計算を行うと、結果が表示されているものからそれほど遠くないことがわかります。

もちろん、理想的ではない場合、プローブのロードと補正はさらに歪む効果があり、波形は最初から完全に正方形にはなりません。

MarcusMüllerは、帯域幅が制限された信号でリンギングアーティファクトを生成するギブズ現象について言及し、Cristobol Polychronopolisは、100MHz帯域幅が16MHz信号の3分の1を超える高調波の振幅を減少させると述べています。

簡単にするために、そして波形で何が起こっているのかを理解するために、最初の3つの高調波だけのCristobolの理想的なケースをグラフ化できます。

これが何であるかに注意してください 完全 方形波が与えられた場合、完全な100MHzのレンガ壁フィルターを備えたスコープが表示されます。ですから、波形にリンギングが見られてもスコープは壊れていません。プローブとアナログフロントエンドによって引き起こされた歪みとデジタル化前の不完全なフィルタリングの後に見たものが表示されています。

これは、対処するために学ぶ必要があることです。オシロスコープで回路を調べると、回路のそのポイントで波形が変化し（できればあまり多くない）、プローブの先端とオシロスコープの先端の間でさらに歪みが発生します。画面。これを回避することはできないため、特に比較的高周波の回路でスコープを使用する場合は、どのような歪みが発生する可能性があるかを十分に理解することが不可欠です。