Impuls messen

[wer]

Hallo,

ich habe hier ein Problem mit einem Gerät, daß mich deutlich überfordert. Ich will mit einem Agilent 54624A Oszilloskop Impulse messen, die in unregelmäßigen Abständen auf einem Koaxialkabel auftreten. Ich bin mir nicht sicher, wieviele Impulse das sind. Eventuell nur einer in 10s oder bis zu ca. 500 in der Sekunde.
Ich vermute eine Impulsform wie eine Gaußkurve, etwa 130ns breit. Über die Amplitude weiß ich auch nicht sehr viel. Es gibt Grund zu der Annahme, daß sie zwischen 10 und 100 mV liegt (wahrscheinlich negativ). Auf der anderen Seite werden die Impulse anschließend durch ein 74HC132 geschickt, das ist ja eher TTL-Pegel, oder.
Was muß ich an so einem Digitaloszi einstellen, um diese Impulse zu sehen? Das ist meine Hauptfrage! Ich habe ein kurzes Koaxkabel direkt am Oszi über ein T-Stück in die Signalleitung eingeschleift. Kann man das Oszi irgendwie konfigurieren, daß es den Messeingang mit 50 Ohm abschließt?
Im Moment sehe ich nur so eine Art Rauschen.

Ziemlich am Ende mit der eh nicht vorhandenen Weisheit

Wolfgang

 

[dino03]

Hallo Wolfgang,

also zuerst mal das Meßequipment ...

Key Features & Specifications
100-MHz Bandwidth Oscilloscope
4 channels

Description
The Agilent 54624A 100 MHz Oscilloscope will give you the channel count and measurement power you need, including MegaZoom deep memory, high definition display and flexible triggering, especially if your designs include heavy analog content. Whether you're testing designs with four inputs, such as anti-lock brakes, or monitoring multiple outputs of a power supply, the four-channel model helps you get your debug and verification done with ease.

Enhanced serial triggering capabilities and integrated 5-digit frequency counter measurement.
Lower cost deep memory 4-channel scope on the market
Unique 4-channel model
100 MHz, 200 MSa/s
2 MB of MegaZoom deep memory per channel
Patented high-definition display
Flexible triggering including I²C, SPI, CAN and USB

Das sieht für die Aufgabe schonmal gut aus

ich habe hier ein Problem mit einem Gerät, daß mich deutlich überfordert. Ich will mit einem Agilent 54624A Oszilloskop Impulse messen, die in unregelmäßigen Abständen auf einem Koaxialkabel auftreten. Ich bin mir nicht sicher, wieviele Impulse das sind. Eventuell nur einer in 10s oder bis zu ca. 500 in der Sekunde.
Ich vermute eine Impulsform wie eine Gaußkurve, etwa 130ns breit. Über die Amplitude weiß ich auch nicht sehr viel. Es gibt Grund zu der Annahme, daß sie zwischen 10 und 100 mV liegt (wahrscheinlich negativ). Auf der anderen Seite werden die Impulse anschließend durch ein 74HC132 geschickt, das ist ja eher TTL-Pegel, oder.

Das ist alles nicht grade exakt. Also im ersten Moment schlecht zu triggern

Was muß ich an so einem Digitaloszi einstellen, um diese Impulse zu sehen? Das ist meine Hauptfrage! Ich habe ein kurzes Koaxkabel direkt am Oszi über ein T-Stück in die Signalleitung eingeschleift. Kann man das Oszi irgendwie konfigurieren, daß es den Messeingang mit 50 Ohm abschließt?
Im Moment sehe ich nur so eine Art Rauschen.

Also zuerst mal ne gute Nachricht. Das sollte zu machen sein. 10s Wartezeit sind auch nicht so extrem. 50 Ohm Abschluß würde ich evtl weglassen und den Eingang hochohmig belassen (schätze mal 1M Ohm) sonst verringerst du den Pegel noch weiter und es verschwindet alles im Rauschen. Steck das T-Stück direkt an den Eingang und laß das kurze Kabelstück auch noch weg. Also direkt am Eingang vorbeiführen damit du keine Reflexionen ins Signal bekommst.

Sind denn die Impulse größer wie das Rauschen? Wenn ja, dann hast du gewonnen.

Stell mal auf Single-Trigger (nicht Continuous). Nennt sich manchmal auch Single-Shot oder so ähnlich. Dann stellst du den Trigger auf AC um evtl Gleichspannungsteile rauszuhalten.

Dann stellst du die Samplingrate bzw Auflösung so hoch das du die Impulse gut sehen kannt. 130ns Impuls wären etwa 8MHz. Also sollten so 50MHz Samplingrate reichen. Dann reicht dein Aufzeichnungspuffer länger und du hast trotzdem ne halbwegs gute Auflösung. Zeiteinstellung sollte so bei 0.1µs/div oder ähnlich liegen.

Den Triggerpegel drehst du nun so hoch das er nicht auslöst. Nun startest du eine Messung (Start/Stop-Taste oder so). Nun drehst du den Triggerpegel langsam kleiner bis er grade auslöst. Das wird wohl durch das Rauschen passieren. Dann drehst du wieder ein klein wenig höher und startest wieder die Messung.

Nun etwas abwarten bis was erfaßt wird.

Evtl muß du noch wegen negativen/positiven Pulsen den Triggerpegel und mit pos/neg-Slope die Triggerflanke (fallend/steigend) umschalten und ein wenig mit dem Pegel probieren.

Auf jeden Fall solltes du mit dem Single-Trigger den Impuls oder eine ganze Kette erfassen können.

Ein schönes Gerät könnte mir gefallen

EDIT: Hab mal weiter in der Anleitung gestöbert. Das DSO kann auch auf Impulse triggern. Spiel mal mit den Triggermöglichkeiten rum und ließ mal ein wenig in der Anleitung.

Gruß
Dino

 

[wer]

Hallo Dino,

erst mal vielen Dank, daß Du mir da beistehst.

Den Triggerpegel drehst du nun so hoch das er nicht auslöst. Nun startest du eine Messung (Start/Stop-Taste oder so). Nun drehst du den Triggerpegel langsam kleiner bis er grade auslöst. Das wird wohl durch das Rauschen passieren. Dann drehst du wieder ein klein wenig höher und startest wieder die Messung.

Nun etwas abwarten bis was erfaßt wird.

Wie ist das bei einem negativen Impuls. Ist bei dieser Triggerpegeleinstellung der Betrag gemeint?

Evtl muß du noch wegen negativen/positiven Pulsen den Triggerpegel und mit pos/neg-Slope die Triggerflanke (fallend/steigend) umschalten und ein wenig mit dem Pegel probieren.

Steigende/Fallende Flanke hab ich gesehen. Das mit den negativen Pulsen und einem passenden Triggerpegel find ich allerdings nicht.

Auf jeden Fall solltes du mit dem Single-Trigger den Impuls oder eine ganze Kette erfassen können.

Ein schönes Gerät könnte mir gefallen

Gehört der Firma. In meinem Fall wahrscheinlich Perlen vor die Säue. Na ja, ich werds schon noch lernen.

EDIT: Hab mal weiter in der Anleitung gestöbert. Das DSO kann auch auf Impulse triggern. Spiel mal mit den Triggermöglichkeiten rum und ließ mal ein wenig in der Anleitung.

Meinst Du Peak Detect?
Ich hab versucht mit Pattern Triggering zu arbeiten. Hatte aber keinen Erfolg. Ist das prinzipiell geeignet?

Am Freitag komme ich erst wieder dazu weiter zu probieren. Mal sehen, ob ich dann mehr Glück hab.

Herzliche Grüße, Wolfgang

 

[dino03]

Hallo Wolfgang,

Wie ist das bei einem negativen Impuls. Ist bei dieser Triggerpegeleinstellung der Betrag gemeint?

der Triggerpegel ist eigentlich der Pegel nach der Y-Eingangsstufe. Grob gesagt ...

Das Eingangssignal geht durch den Eingangsspannungsteiler und Eingangsverstärker usw. Danach wäre dann bei einem analogen Oszilloskop die Ansteuerung der Ablenkplatten. Der Triggerpegel ist nun einfach ne Spannung die mit der Ausgangsspannung deines Y-Eingangskanals verglichen wird. Wenn es gleich ist, dann wird der Trigger ausgelöst. Das hängt aber noch mit dem Slope zusammen, also ob die Spannung ansteigt (positive Flanke) oder abfällt (negative Flanke) oder bei beiden Richtungen. Vergleich es mit dem INT0-Eingang des Atmels. Du kannst neben der Triggerflanke nur zusätzlich noch einen Vergleichspegel einstellen bei dem ausgelöst werden soll.

Steigende/Fallende Flanke hab ich gesehen. Das mit den negativen Pulsen und einem passenden Triggerpegel find ich allerdings nicht.

Auf Seite 76 der 276Seiten-Anleitung in Englisch. Ist mir nur so aufgefallen.

To use Pulse Width triggering
Pulse Width (glitch) triggering sets the oscilloscope to trigger on a positive pulse
or a negative pulse of a specified width. If you want to trigger on a specific
timeout value, use Durationtrigger in the trigger Moremenu.

Ich weiß aber nicht ob es nun für die Logikeingänge ist oder für Analog.
Ich seh grade ... ist für die Logikeingänge OK vergessen wirs.

Meinst Du Peak Detect?
Ich hab versucht mit Pattern Triggering zu arbeiten. Hatte aber keinen Erfolg. Ist das prinzipiell geeignet?

Pattern gibt es normalerweise beim Logikanalysator. Also eine Kombination von bestimmten Eingangspegeln. Damit könnte man zB auf ein bestimmtes Byte auf dem Datenbus triggern.

Am Freitag komme ich erst wieder dazu weiter zu probieren. Mal sehen, ob ich dann mehr Glück hab.

Na denn mal viel Glück

Die Triggermöglichkeit die du nun nutzen mußt habe ich für die FAQ über Tastaturprellen verwendet. Da habe ich auch Single-Trigger verwendet. Nur dort wußte ich natürlich was beim Tastendruck für eine Flanke auftritt und was ich für einen Pegel habe. Dort hab ich DC-Kopplung beim Trigger benötigt weil ich den Pegel so gelegt habe das ich laut Anzeige bei 2,5V lag.

Gruß
Dino

 

[wer]

Mein Signal wird hinterher über ein 74HC132 in Form gebracht. Sehe ich das jetzt richtig, daß es überhaupt kein negativer Impuls sein kann? Der Schmitt-Trigger invertiert mir zwar den Impuls, aber er spricht doch nur bei positiven Werten an, oder ist das falsch? Der 74HC132 würde also nur bei positiven Impulsen Sinn machen, oder?

Wolfgang

 

[dino03]

Hi,

Mein Signal wird hinterher über ein 74HC132 in Form gebracht. Sehe ich das jetzt richtig, daß es überhaupt kein negativer Impuls sein kann? Der Schmitt-Trigger invertiert mir zwar den Impuls, aber er spricht doch nur bei positiven Werten an, oder ist das falsch? Der 74HC132 würde also nur bei positiven Impulsen Sinn machen, oder?

stimmt. Bei 74er-Reihe wird sich das bei 0..5V abspielen. Also ein positiver Impuls.

Gruß
Dino

 

[wer]

So, ich wollte noch einmal eine Rückmeldung geben, daß meine Versuche geklappt haben:

Hier das Signal:



Dann kommt ein Dämpfungswiderstand von 1K (dachte immer, daß 50 Ohm Kabel mit 50 Ohm terminiert werden?)
Dann kommt der 74HC132 (das Signal geht dort auf beide Eingänge eines NANDs), erfährt also nur den Schmitt-Trigger und die Negation:
Seltsam der tiefe Einschnitt. Ist das rechte (mit der kleineren Amplitude, späterer Zeitpunkt) eine Reflexion?



Dann kommen etwa 8m Kabel:



Hier irritiert mich, daß die Amplitude zugenommen hat und die seltsamen Schleifen auf halber Höhe.
Gibt es dafür eine Erlärung?

Wolfgang

 

[dino03]

Hallo Wolfgang,

Hier das Signal:

Anhang anzeigen 5957

Dann kommt ein Dämpfungswiderstand von 1K (dachte immer, daß 50 Ohm Kabel mit 50 Ohm terminiert werden?)

man sieht eine Lade- und eine Entladekurve. Die Kabelkapazität wird also geladen und entladen. Beides e-Kurven.
Wo diese Ruckler in der Kurvenform allerdings herkommen weiß ich so auf die schnelle nicht.

Normalerweise sollte man ein 50 Ohm Kabel an beiden Seiten mit 50 Ohm abschließen. Also einmal vom Generator einen 50 Ohm Widerstand in Reihe zum Innenleiter und beim Empfänger (wenn er hochohmig ist) nen 50 Ohm Widerstand nach GND. Damit halbiert man allerdings auch die Signalamplitude am Empfänger. Von den 5V die der Sender (auch nen TTL?) abgibt bleiben nur 2,5V übrig. Dafür gibt es dann keine Reflexionen. Der 1k sollte also eher nen 50 Ohm oder zwei parallele 100 Ohm sein. Je nachdem was grad rumliegt. Notfalls nen 47 Ohm oder nen 51 Ohm oder nen 56 Ohm.

Das Oszilloskop kann man dann hochohmig und direkt ohne eine Stichleitung direkt ans Kabel setzen. Das macht die wenigsten Beeinflussungen.

Das Signal dauert etwa 200ns (200ns/div) und ist etwa 2,5V hoch (1V/div).

Dann kommt der 74HC132 (das Signal geht dort auf beide Eingänge eines NANDs), erfährt also nur den Schmitt-Trigger und die Negation:
Seltsam der tiefe Einschnitt. Ist das rechte (mit der kleineren Amplitude, späterer Zeitpunkt) eine Reflexion?

Anhang anzeigen 5958

Das Signal hat auch hier etwa 200ns Länge (100ns/div) und hat auch etwa 2,5V Amplitude (0,5V/div).
Der Einschnitt nach der halben Signaldauer ist allerdings komisch.

Dann kommen etwa 8m Kabel:

Anhang anzeigen 5959

Hier irritiert mich, daß die Amplitude zugenommen hat und die seltsamen Schleifen auf halber Höhe.
Gibt es dafür eine Erlärung?

Hmm ... nur noch etwa 120ns Länge und dafür etwa 4,7V Amplitude.

Irgendwie bekomme ich aber die Reihenfolge noch nicht ganz hin.
Ich nenne die Messpunkte mal M1 bis M3 (also die Kurven 1..3 der Reihenfolge nach).

Ist der Aufbau in etwa so?

Generator--M1-------1k-----HC132--M2----8mKabel------M3--

Sonst mach doch mal nen Plan mit Werten, Meßpunkten und wo was angeschlossen ist damit man sich das besser vorstellen kann.

Gruß
Dino

 

[wer]

Ist der Aufbau in etwa so?

Generator--M1-------1k-----HC132--M2----8mKabel------M3--

Ja!

Oder um ganz genau zu sein:

Generator--60cm--M1--60cm--1k--HC132--60cm--M2----8mKabel------M3--

Der 1k Widerstand hängt zwischen Schirm und Seele. Ich hab mal versuchsweise 50 Ohm parallel dazu genommen, dann hab ich kein Signal mehr.

Gruß, Wolfgang

 

[dino03]

Hallo,

Ganz genau!

Der 1k Widerstand hängt zwischen Schirm und Seele. Ich hab mal versuchsweise 50 Ohm parallel dazu genommen, dann hab ich kein Signal mehr.

Ach so ... ich dachte in Reihe.

Zwischen dem HC132 und dem Kabel sollte nen 50 Ohm in Reihe dazwischen. Also eine Seite HC132 und andere Seite Kabelseele wegen Impedanzanpassung.

Gruß
Dino