Siglent etusivulle linkki     BodePlot (FRA) SDS2000X Plus.

Siglent SDS2000X Plus  sarjan  oskilloskoopeissa on vakiona monipuolinen BodePlot (SFRA)

SFRA (FRA) Sweep Frequency Response Analyse, on myös SDS1004X-E, SDS2000X-E sekä SDS5000X malleissa.

SDS 1k ja 2k X-E malleissa oleva on myöskin mutta hiukan erilainen versio lähes samoin ominaisuuksin.

Tarkasatelen tässä  SDS2000X Plus mallin BP toimintoa joka on hyvin pitkälle saman lainen kuin SDS5000X mallissa josta minulla ei ole omaa kokemusta.

Noin suuntaa antavasti voi todeta että SDS1104X-E/SDS1204X-E  ja SDS2000X Plus mallien SFRA (FRA, Bode Plot) suorituskyky on erittäin paljon samaa luokkaa. Sensijaan käyttövalikot ovat kokonaan erilaiset, ainakin nykyisin. Myös näytön koko 1000 mallissa soveltuu sen valikoille paremmin.


Alustukseksi yksi pikkiriikkinen esimerkki siitä mitäsillä muun muassa voi tehdä.


Kuva 0.1.
Näyttää simppeliltä ja onkin sitä. Nyt sitten kannattaa vilkaista aseteikkoa. Siellä on 20dB/div! Hupsista..
Kuvassa on ajettu 10 kHz pyyhkäisykaistalla (span) noin 2,46 MHz kide. Sarjaresonansi fs on tasolla 3,4 dBm. Rinnakkaisresonanssi on tasolla -95,6 dBm.
Lähes 100dB dynamiikka mittauksessa yhden pyyhkäisyn sisällä ei todellakaan ole vähän kun huomioidaan mistä laitteesta on kyse.
Näitä kanavia voi olla kolme rinnakkain, eli jopa 3 kidettä voisi ajaa rinnakain ja valikoida. Toki vaatii hiukan ajatusta sen suhteen kuinka jokaiselle jakaa sen saman DUT in signaalin.


Kuva 0.2.
Kyseisessä tilanteessa vertikaalia voi toki zoomailla näytöllä haluamallaan tavalla ja siirrellä tarpeen mukaan ylös ja alas, skaala voi olla 0,1dB/div - 20dB/div ja luonnolisesti myös lineaariset asteikot. Tuo kuva on vain piirtoa. BodePlot primääri ydin data on sisäinen täysresoluutioinen kaikkien kanavien taulukko josta tuo piirros tehdään ja josta myös saadaan tuo näytössä näkyvä yhden kanavan pyöristelty heikkoresoluutioinen taulukko. Kun BodePlot sweeppaa, pyyhkäisee, se muodostaa askel askelelta sinne taulukkoon datan jossa on taajuus, taso, vaihe. Maksimi rivimäärä taulukossa on tässä mallissa 500 jota on käytetty tässä esimerkkitapauksessa..
Tietenkin sen primääri taulukon saa laitteesta ulos .csv muodossa  ja halutessaan sinne takaisinkin uudelleen tarkastelua varten.


(sivu on erittäin kesken)


Pieni alkuopastus SDS2000X Plus mallin Frequency Response Analysing eli Bode Plot toimintoon. Askel askelelta asetukset (valikot)



BodePlot toiminnossa oskilloskoopin ohjaama signaaligeneraattori pyyhkäisee (askeltaa) Bode Plot toiminnon ohjaamana. Ulostulosignaali syötetään tutkittavan laitteen/piirin sisäänmenoon sekä sama signaali otetaan myös referenssiksi oskilloskoopin referenssi sisäänmenoon. Tutkittavan laitteen ulostulo tuodaan oskilloskoopin sisäänmenoon joka on määritelty tutkittavan laitteen ulostulo signaalille. Oskilloskooppi piirtää tutkittavan taajuusvasteen sekä vaihe-eron. (Siglent BodePlot on kolme kanavainen joten tutkittavasta piiristä saadaan enintään kolme signaalia BodePlot sisäänmenoihin joista jokasesta saadaan taajuus ja vaihevaste data ja sitä vastaava piirros) 

-Maksimi taajuusalue 10Hz - 120MHz ellei generaattori rajoita maksimitaajuutta.
-Maksimi askelten määrä 500, Minimi 10.
-Minimi span (pyyhkäisyn leveys) 500Hz
-Maksimi, koko taajuusalue.
-Pyyhkäisy voi olla logaritminen tai lineaarinen.
-Samanaikaisten mittauskanavien määrä max 3 sekä yksi referenssikanava joka on sama kuin tutkittavan piirin sisäänmeno.
-Dynamiikka. 0dBm tasolta alaspäin maksimi yli 80dB (-80dBm). 0dBm tasolta yläspäin oskilloskoopin maksimitulotasoon saakka. Näiden väli on maksimi yhden mittauspyyhkäisyn koko dynamiikka alue silloin kun on valittu autimaattinen tasonsäätö käyttöön.
-BodePlot data on saatavissa .CSV muodossa joka on täydellä resoluutiolla sekä taajuuden että tason sekä vaiheen osalta. Näytöllä on käytteävissä  data taulukko jossa resoluutio on alhainen.
-Näyttöasetukssista riippumatta BodePlot käyttää sen koko signaalin tasoaluetta. (eli jos jotain jäi kuvan ulkopuollele se ei leikkaudu kuten oskilloskoopin normaalilla näytöllä (kunhan automaattinen tasonsäätö on käytössä)
-Kohinataso on tyypillisesti alle -85 ... -90dBm (Katso dynamiikkaan liittyvät kuvat alempana.)



Perusominaisuuksia.


-BodePlot vaatii signaaligeneraattorin jota oskilloskooppi kontrolloi automaattisesti. (käytön aikana kaikki ohjaus tapahtuu oskilloskoopin toimesta)
Soveltuvia malleja ovat SDS2000X Plus mallin sisäinen sekä myös kaikki muut Siglent Arb/Funktio stand alone generaattorit. SDS2000X Plus mallin sisäinen generaattori on 1-kanavainen ja taajuusalue (sini) max 50MHz.
Jotain etua voi joissain erikoistilanteissa syntyä mikäli käyttää ulkoista 2-kanavaista signaaligeneraattoria. Tällöin referenssiä ei tarvitse kaikissa tilanteissa haarottaa jolloin on helpompaa toteuttaa impedanssisovitus sekä myös mahdollisia muita etuja.

BodePlot toiminto tukee pyyhkäisyjä taajuusvälillä 10Hz - 120MHz  (käytetyn generaattorin maksimi voi rajoittaa ylärajaa tuota alemmas.)
SDS2000X Plus oma generaattori on 50MHz.

Pyyhkäisy on askeltava (hyppivä) ja maksimi taajuuspisteiden määrä on nykyisin 500.

Pyyhkäistävän alueen leveys (Span) minimi on 500Hz ja maksimi 119,999990MHz eli kapeimmillaan 1Hz resoluutio joka riittää erittäinkin kapeiden ja jyrkkien filttereiden tutkintaan.

Taajuuden pyyhkäisy voi olla joko lineaarinen tai logaritminen (Frequency Mode: Linear,  Decade)
-Linear moodissa valitaan taajuus pisteiden määrä välillä 10 - 500, taajuusalueen keskikohta sekä kaista (span)
-Decade (Log) moodissa valitaan taajuusalueen alkupiste sekä loppupiste, taajuuspisteiden määrä dekadia kohden (siten että pyyhkäyvälillä on maksimissaan noin 500 näytettä ja minimissään 2 näytettä dekadia kohden.).

Hauska yksityiskohta, jos määrittää 500Hz logaritmisen pyyhkäisyn alkaen 10MHz ja siitä 500Hz ylöspäin on pisteiden määrä dekadia kohti 2299338048pts/decade. Pitää kuitenkin muistaa, oli pyyhkäisy kuinka leveä tahansa maksimi piateiden määrä on 500.

Pyyhkäisy voi olla oletusarvoisesti vakio amplitudilla tai voidaan määritellä amplitudiprofiili. Asettelu tehdään taulukkoon jossa maksimissaan 10 tajuus-taso paria. Laite interpoloi tason annettujen pisteiden välillä..
Maksimi pyyhkäisytaso joka BodePlot valikossa voidaan asettaa on 19.5dBm (50ohm) joka vastaa 6Vp-p. Sitä rajoittaa käytetyn generaattorin mahdolinen alempi maksimi joillain ylemmillä taajuuksilla, esim SDS2000XPlus oman generaattorin maksimi ylimmillä taajuuksilla on 13.5dBm.


Pyyhkäisy voi olla asetuksista ja tutkittavasta riippuen joskus hyvinkin hidas. Se johtuu osin monista luonnollisista seikoista johtuen toimintaperiaatteesta. Mikäli olisi erillinen HW joka on suunniteltu nimenomaan nopeaa SFRA varten toki nopeus voisi olla aivan toisilla dekadeilla.

Sivu on pahasti kesken. SDS1000X-E mallin BP suorituskyky on kuitenkin hyvin lähellä ja kokolailla samat toiminnot vaikka valikot ovat aivan erilaset. SDS2000XPlud suorituskyky on sama tai hiukan parempi. SDS1000X-E malleissa on myöskin mutta hiukan erilainen versio.

 

Miltä yleisesti näyttää skoopin ja generaattorin sekä tutkittavan kytkentä.

Scope-DUT-Generator-for-BP
Kuva 1.
Yleiskuva yksinkertaistetusti signaalien kytkennän periaatteesta.
Tapoja on  kaksi.  Generaattorilta yksi kanava tai kaksi kanavaa.
Kun käyttää SDS2000XPlus sisäistä generaattoria on siinä 1 kanava eli kuvan ylemmän osan mukainen kytkentä.
Ylemmästä kuvan osassa generaattori on nyt oskilloskoopin sisällä.

Huomaa että audiotaajuuksilla genikseltä tutkittavalle (DUT) ja skoopille tuotavan signaalin kaapelointi on kokolailla yhdentekevää kunhan huolehtii ettei kaapelointiin indusoidu häiriöitä. Sen sijaan korkeilla taajuuksilla mitä ylemmäs mennään sen vaativampaa on  T haaroitus kytkennän impedanssisovittaminen oikein ja hiukan vaativammissa tapauksissa on käytettävä asianmukaista splitteriä. Lisäksi huomioitava kulkuaikaero mikäli halutaan vaihetiedosta edes jotenkin tarkkaa. Jos haluaa tehdä tarkahkoja mittauksia se on syytä ajatella huolella. Hyvälaatuisen oikean splitterin käyttö on myös tietenkin  suositeltavampaa kuin yksinkertaisen T haaroituksen, tälläin kuitenkin on myös huomioitava splitterin vaimennus. Tähän sopii se "garbage in - garbage out" aika hyvin.  Kun haluat tasot ilmaistuna oikein on huolehdittava myös siitä että BodePlot asetuksissa annetaan oikea impedanssi.


Mikäli käytetään kaksikanavaista genraattoria, esim SDG1000X tai 2000X tai 6000X, voidaan käyttää myös kuvan alaosan 2-kanava kytkentää tai ylempänä olevaa 1-kanava kytkentää.
2-kanava kytkennässä on ennen BodePlot käynnistystä asetelttava generaattori Tracking tilaan jossa kanava 2 on orjakanava joka seuraa kanavaa 1 taajuuden, tason ja vaiheen osalta eli identtinen signaali. (Tässä on erityisesti se etu että DUT input ei kuormita referenssilinjaa eikä aiheuta siihen tasomuutoksia johtuen huonosta sovituksesta yms eikä myöskään T haaroitus aiheuta "sotkua" signaaliin joka ylemmillä taajuuksilla on lähes väistämätöntä ainakin yksinnkertaisessa T haaroituksessa. Tällöin myös pelkkää DUTout tasoa mittaava toimintatapa on tarkempi. (huomaa että myös kaksikanava käytössä kun halutaan edes kohtuullisen tarkkaa vaihe-eroa mitata tulee molempien signaaliteiden kulkuaika olla sama. Samoin oskilloskoopissa on silloin hyvä käyttää kanavaparia joka käyttää samaa AD muunninta. Siis joko Ch1/Ch2 TAI  Ch3/Ch4.


Vaihetarkkuus ja paljonko on vähän vai onko sekin paljon.

Tyypillinen koaksiaalikaapelin kulkuaika on 50Ω PE eristeiselle kokasiaalikaapleille kuten tavis RG58 tai paljon parempi RG223.. Nopeuskerroin noin 0,66.
Joka käytännössä tarkoittaa että metrin pituisen kaapelin kulkuaika on noin 5 ns. 1cm kaapelia vastaa tällöin  0,05ns eli noin 50ps.

Yksinkertainen esimerkki. 100MHz siniaalto. Jakson aika on 10ns. Se on siis aika jonka kuluessa pyörähdetään 360 astetta.
Yhden asteen se kääntyy 27,77 ps aikana. Siis 100MHz taajuudella vaihe siirtyy RG223 kaapelissa yhden asteen noin 5,5mm matkalla.
Siksi niiden kaapelien kulkuajalla on väliä. Toki 100MHz luokassakin asiat on sentään kohtuuhelppoja. GHz taajuuksilla asiat olisi paljon kinkkisempiä. 50MHz taajuudella jakson aika tietenkin sitten 20ns.
Kun sweeppaat BodePlotilla siten että DUT on pelkkä metrin pituinen kokasiaali (siis 5ns viivelinja)  ja vaikkapa 100kHz -  50MHz saakka näet jokseenkin tasaisen tason ja alussa lähes 0 vaihe-eron mutta taajuuden noustessa vaihe-ero kasvaapäätyen noin 91 asteeseen 50MHz taajuudella.
Luonnollisesti kun jaetaan taajuudet tuhannella ja siirrytään 100kHz  taajuudelle  onkin 1 asteen vaihesiirtoa vastaava matka 5,5 metriä joten matalilla taajuuksilla ei juuri huolta kannata kantaa kaapeleiden kulkuajasta ja sen aiheuttamasta vaihesiirron virheistä.
Yhteenveto:
Audiotaajuuksilla useinmiten työpöydän alueella pysyttäessä kaapeleiden kulkuaika = "So what". 
Radiotaajuuksilla sensijaan taajuudesta riippuen joskus hyvinkin tarkkaa.



SDS2000X Plus BodePlot mittausten dynaaminen alue.

Ihan ensin voi sanoa. Se on hyvä! Se on uskomattoman hyvä.

Dynaamisella alueella tarkoitetaan tässä sitä tasoeroa joka voi olla mitattavalla taajusvälillä suurimman ja pienimmän tason välinen ero.  Näin se olisi helppoa sanoa. Jos sanoisin 140dB en ainakaan paljoa totuutta venyttäisi.
Kuitenkin on hyvä katsoa asiaa edes hitusen tarkemmin.
Meillä on kaksi rajaa.
Alaraja. Alhaalla on kohinaraja tai paremminkin kohinan yläpuolella sellainen raja jossa kohinan aiheuttama mittausepätarkkuus on hyväksyttävissä. Taas tuli venyvä käsite  -- mikä on hyväksyttävissä. Kohinaraja on kuitenkin sitten se vihonviimeinen seinä. Siellä oltaessa mitattu taso on kohinaa ja emme voi erottaa signaaliamme sieltä lainkaan.
Yläraja. Oskilloskoopin ylin jännitealue on 10V/div. Jos sovitaan että näyttöä ei ylitetä niin maksimi jännite on 80Vpp.
Olen todennut että -80dBm signaali on vielä hyvin kelvollinen tässä käytössä. Pistetään se alarajaksi.
Yläraja 80Vpp vastaisi 50ohm järjestelmässä tasoa 42dBm. PUdotetaan siitä tuo 2dB pois ja "sovitaan" että yläraja on 40dBm joka siis on 10W teho.  Sellaisen käyttö edellyttäisi ulkoista vähintään 10W 50ohm feed thru päätevastusta. Oskilloskoopin oman 50ohm tulon ehdoton yläraja on 1/2W eli 27dBm.

Dynamiikka 0dBm tasosta alaspäin. (jotkut valmistajat ilmoittavat juuri tämän dynamiikan) Taajuudesta riippuen 80 - 90dB.
Dynamiikka aluetta on 0dBm tasosta ylöspäin max 40dB.
Kumpikin edellyttää että BP toimintoa käytetään Channel Gain: Auto toimitamuodossa jolloin BodePlot säätää automaattisesti V/div asetusta kulloinkin optimaaliselle tasolle. Tämä säätö / tarkistus tehdään jokaisella taajuuspyyhkäisyn yksittäisellä askelella.
Mikäli automaattista tulokanavan herkkyyden säätöä ei tarvita, voidaan Auto vaihtaa tilaksi Hold. Tälläin myös BP pyyhkäisy nopeutuu. Koko täyttä mittausdynamiikkaa ei saavuteta. Käyttäjän on tällöin huolehdittava ennen BP käynnistystä siitä että tulojen V/div tasoasetus on oikea siten että signaalin ylin taso ei leikkaudu oskilloskoopin tuloasteissa/AD muuntimessa.
 

BodePlot toiminnolla ei voi tutkia sellaisia piirejä joissa piiri muuttaa tulevaa taajuutta(1). Tutkittavan piirin/laitteen lähtötaajuus tulee olla sama kuin tulotaajuus. Tämä johtuu siitä että BodePlot toimii selektiivisen vastaanottimen periaatteella. Kun genaraattori askeltaa taajuutta myös BodePlot tulon ("vastaanotto") taajuus muuttuu. Selektiivisyys ei ole kytkettävissä pois.  Tuosta selektiivisyydestä hiukan lisää alempaana.

(1) Tähän on poikkeus. Mikäli käytetty signaaligeneraattori on kaksikanavainen ja se sallii tarvittavan toimintatavan sekä lisäksi se silloin edellyttää että kytkentä tehdään 1 kanava generaattorin tapaan. 
Nimittäin, kun bode plot komentaa generaattoria se aina olettaa että geneaarrorissa on yksi kanava, CH1 josta ulos tulee se mitä BP pyytää. Kaksikanava kytkennässähän laitoit toisen generaattorin kanavan toimimaan toisen orjana eli BP toimintohan ei tiedä signaalien tulevan eri kanavista. Tehdäänpäs sitten pieni jippo. Asetetaan se toinen kanava taajuus offsettiin siihen CH1 nähden jota BodePlot ohjaa. Mutta ei BodePlot tiedä sitä. Viedään sieltä CH 2 tuleva taajuus tutkittavaan. Kun tutkittava sitten muuttaa sen taajuuden sellaiseksi mitä BodePlot odottaa, eihän Bode Plot tiedä sitä.
Esimerkki. Mikseriin tuodaan Kiinteä LO 10MHz.  Sitten sinne tuodaan RF In 19 - 24MHz. Jolloin ulos saadaan 9 - 14MHz (alempi sekoitus). Nyt halutaan katsoa taajuusvaste kun RFin sweeppaa. Asetetaan Generaattorin 2 kanava +10MHz offsettiin Ch 1 nähden. Tuodaan se Ch2 siihen RFin tuloon ja otetaan se IF out sieltä BodePlot sisäänmenoon. Bode plot laitetaan sweeppaamaan 9 - 14MHz mutta generaattori CH2 sweeppaakin 19 - 24MHz  ja ulos tulee mikseristä 9 - 14MHz ja sitähän Bode Plot odottaakin kuulevansa.
Edellyttää että Generaattorissa on 2 kanavaa joista 2 kanavan voi asettaa haluttuun taajuus offsettiin seuraamaan kanavaa 1. Siglentin SDG1000X, 2000X ja 6000X voivat näin toimia.


Kuva 2
Tulotaso kanavaan 4 on 0dBm
Tulotaso kanavaan 2 on Ei signaalia eli tyhjä BNC.
Kuvassa havaitaan että tuolla aivan ylpäässä tulee mukaan kanavalta 4 ylikuulumista. Sen havaitsee kun vertaa kuviin jossa alempi signaalitaso.
Huomataan että esimerkiksi tyypillisten välitaajuusfilttereiden alueella kohinaataso on varsin matala, esim tuossa 450kHz tuntumassa.
Kyseessä on 100MHz skooppi joten taso alkaa hitusen taittua tuolla ylpäässä vaikka onkin muuten varsin "suora".


 

 
Kuva 3
Kuten edellinen kuva mutta nyt signaalia on vaimennettu 60dB (ulkoisella attenuaattorilla)
Ylikuuluminen näkyy vähemmän. Käytännössä ylikuuluminen ei ole lainkaan näkyvissä vaan tuo on nyt se kohinataso.
Jos signaali olisi esim 20dBm se todellakin nostaisi tuota yli 10MHz aluetta rankasti. Mutta, pitääpä muistaa se että kun signaali tulee tutkittavan piirin läpi, jos se ei vaimene niin eippä se kohinatasokaan siinä kohden haitaa, ja nyt jos se vaimentaa jossain kohdin, ylikuuluva signaali myös tippuu.
Joissain tilanteissa onkin syytä pohtia kumpaa mittaa, Vout vai Vin/Vout.  Pakkohan nimittäin ei ole suinkaan ajaa samaa tasoa Ref in tuloon kuin menee DUT in tuloon!! Kunhan itse pysyy kärryillä mitä siitä seuraa ja ymmärtää vaikutukset.


 
Kuva 4
Tulotasoa kanavaan 4 vaimennettu edelleen, nyt välissä 80dB vaimennus (generaattori asettu edellen 0dBm)
Nyt alkaa jo kohinaakin olla mukana, erityisesti tuolla 10MHz jälkeen.
Tavanomaisiin BP käyttätarkoituksiin tätä voi pitää jonkinlaisena rajana.
100kHz kohdalla näkyy pieni nyppy. Siinä kohden skooppi vaihtaa sampletaajuutta sekä myös taajuus selektiivisydyen säädöissä tapahtuu jonkinlainen vaihto.



Kuva 5
Tulotasoa kanavaan 4 vaimennettu edelleen, nyt välissä 90dB vaimennus (generaattori asettu edellen 0dBm)
Nyt alkaa jo kohinaakin olla reilusti mukana, erityisesti tuolla 10MHz jälkeen ollaaan aika toivottomalla alueella.
Taajuudeltaaan sopiviin  BP käyttätarkoituksiin tätä voi pitää jonkinlaisena rajana. Toki tuossa 10kHz ja 1MHz välillä on vielä alemmaskin mahdollisuus mennä.
100kHz kohdalla näkyy pieni nyppy, nyt ylöspäin. Se nimittäin tuntuu antavan "glitchin" hiukan satunnaisetsi tuossa kohden. Siinä kohden skooppi vaihtaa sampletaajuutta sekä myös taajuus selektiivisydyen säädöissä tapahtuu jonkinlainen vaihto.



Edelläoleva on pohjana sille että dynamiikka 0dBm tasosta alaspäin on 80 - 90dB.


Seuraavaksi Muutama dynamiikkakokeilu 455kHz taajuudella koska se on aika yleinen IF filttereiden taajuus.

Huomaa että oskilloskooppi on nyt 10bit toimintamuodossa.  


Ensin hiukan eriskummallisen näköinen kuva.


Kuva 6
Kuvassa kanava 3 on tyhjä näyttäen vain kyseisellä kanavalla kohinatasoa joka siis olisi jokseenkin sama myös kanavassa 4 mikäli signaali irrotettaisiin.
Generaattorin ulostulo on asetettu tasolle 0dBm joka menee tutkittavalle laitteelle. Tässä tapauksessa "tutkittava laite" jota yleisesti kutsitaan DUT nimityksellä (Device Under Test) on yksinkertaisesti step attenuaattori.
Kun BodePlot on käynnistety olen painellut attenuaattorin valintapainikkeita. Katko tasojen välissä johtuu siitä että tämä attenuaattori katkaisee aiemmin valitun ensin ja sitten kytkee valitun. Kuvaan on merkitty attenuaattorin kulloinenkin vaimennus. Tämä alue A on se 0dBm tasosta alaspäin dynamiikka alue. Alue B on 0dBm tasosta ylöspäin oleva alue. Jos passiiviseen piiriin esim RC filtteri tulisi keneaarrorilta 20dBm signaali olisi koko dynamiikka alue A + 20dB. Myös jos tutkittava alite olisi aktiivinen jossa on vaimennusta ja vahvistusta... teoriassahan se dynamiikka kokonaisuudessaan voisi olla ylläoolevn kuvan tapauksessa jopa 140dB.



Seuraavaksi ihan suorana ensin 19.5dBm ja sen alapuolella -90dBm.

 
Kuva 7
Signaali, 19.5dBm tulee kanavaan 4 ja kanava 3 tyhjä, vain osoittamassa kohinatasoa. 19.5dBm joka on ulkoisen generaattorin SDG6022X maksimi tällä taajuudella.
Huomataan että kohinataso on yli 115dB alempana. Mutta vertaa seuraavaan kuvaan kanavaa 3. Se selvästi sisältää kanavalta 4 ylikuuluvaa signaalia ja taso on noussut. Kun katsoo seuraavaa allaolevaa kuvaa kohinan keskiarvo pyörii jossain -110...-115dBm paikkeilla. Jos käytät vain yhtä kanavaa ei tietenkään ylikuulumisen ole väliä. Samoin jos ylikuuluva signaali vaimenee tutkittavassa josta tulee jokin toinen ulostulo toiseen kanavaan muuttuu ylikuuluminsenkin vaikutus naapurikanavan signaalitason mukaan.


Kuva 8
Kuten edellä mutta nyt vaimennusta 90dB. Joihinkin tarkoituksiin voisi mennä jopa -100dBm tasolle.
Tyypillisesti esimerkiksi filttereiden muotokerroin määritetään -60dBc tasolta. (kaistaleveys -3dB tasolta)
Huikeita lukuja kun ottaa huomioon että puhutaan tavallisesta suht edullisesta oskilloskoopista.

Siglentin BodePlot ON hyvä! Siitä ei pääse mihinkään. Voisi sanoa että on tässä hintaluokassa aivan suvereeni johtaja ja muut tulevat kaukana perässä.



SDS2104X Plus oskilloskoopilla pieniä yksinkertaisia kokeiluja sen hahmmottamiseksi millaisiin asioihin sitä myös voi käyttää.

Ehkä neikin antavat osviittaa siitä mihin se vähintään kykenee.





Kokeilu 1. Aivan yksinkertainen 3 kiteinen alkeellinen ladder filtteri jollain aivan sekalaisilla halvoilla Kiinalaisilla kiteillä joita taobaosta tilasin pussillisen kun ei ne maksa mitään.


Kuva 8

Kuvassa keskikohta 11.059MHz ja leveys 50kHz eli 5kHz/div. Kun signaali on tuolla filtterin yläpäässä estokaistalla on kohinaa aika tavalla. Minun "leikki" kytkennässä oli aivan verolevy risukasa kytkentä ja signaalit probella. Kun ollaan siellä alueella signaali filtteri ulostulossa on todella pieni. Siellä kohdassa ALC on säätänyt tulokanavan herkimmälle mahdolliselle ja kun avoin probe ja ihan sillä GND klipsillä niin voi arvata että häiriötä on. Mutta, siellä ollaan kuitenkin noin 70dB alle filtterin päästökaistan. Kunnon kokasiaali kytkennällä ja filtteri kunnolla kasattuna ja ajettuna niin että päästökaistalta tulee 0dBm olisi dynamiikkaa käytettävissä reippasti yli 80dB mittauksiin ja enemmänkin mutta sitten alkaa jo signaali-kohina suhde olla aika epämukava.



Seuraavassa sama sweeppi...

Kuva 10

Täsmälleen sama sweeppi kuin yllä. Niin siis se oli pysäytetty. Nyt vaan on valittu 20dB/div asteikoksi joten pohjakohinataso pääsi mukaan.
Sehän oli siellä sweepissä. Se mitä ruudulla näytetään riippuu näyttö asetuksista. Sweepin varsinainen raakadata menee aina sisäiseen taulukkoon josta kuva piirretään halutuilla asetuksilla tai skoopin itse skaalatessa ne. Tuo kanavan 3 signaali (kohina) on skoopin sisäistä, tulossa ei ole mitään.

BodePlot on erittäin monipuolinen työkalu kunhan hallitsee sen käytön. Kuvissa on kokonaan jätetty signaalin vaihe pois. Edes ns referenssiä ei ole tuotu kanavaan 1. Siksi se on yrittänyt etsiä sitä ja päätynyt 500uV asetukseen, samoin kuin tuo tyhjä kanava 3.
Tuloja on käytettävissä kaikkiaan rinnakkain 3 + referenssikanava. Aivan kuten SDS1000X-E mallissakin.


Aiemmin kerroin että BodePlot mittaus on taajuus selektiivinen. No tietenkin jo siksikin että sehän ohjaa keneraattorista ulos kullakin hetkellä vain yhtä taajuutta joka menee tutkittavaan ja sitten sitä mitataan millä tasolla ja vaihe erolla sieltä se sama signaali tulee ulos. Mitä taajuus selektiivisyyttä siinä tarvitaan.

On sillä tarkoitus. Jokianen tietää että kun spektrianalysaattorissa veivaa kaistaleveyttä (RBW) kapeammalle niin myös kohinataso tippuu. Saadaan lisäää signaali kohina suhdetta ja siis tietenkin käyttökelpoinen muittausdynamiikka kasvaa. Niin tehdään tässäkin. Eli Bode Plot kuvaa ei piirretäkään sen tavallisen oskilloskooppi kuvan signaalin korkeudesta kuten vanhaan aikaan analogisella BodePlot ajettiin.
Kun BP toimii se askeltaa signaalin taajuutta (ja tasoa jos käyttäjä on niin määritellyt sen) aina kun se askeltaa uudelle taajuudelle se alkaa mitata sen tasoa, säätää tulojen herkkyyden sopivaksi sekä mittaa tasoa. Sitä ei mitata koko skoopin kaistaleveydellä vaan taajuus selektiivisesti siltä taajuudelta jota generaattorin on käsketty tuottaa.
Taajuus selektiivisyys ei ole kovin tiukka. Se myös muuttaa kaistaleveyttä taajuuden mukaan. Matalilla taajuuksilla kapeampi ja korkeilla leveämpi.
En käsittele sen yksityiskohtia tässä tarkemmin. Käyttäjän on vain hyvä ymmärtää että se toimii sillä tavalla. Eli tutkittava laite ei voi olla taajuutta muuttava. Se mikä taajuus menee sisään on tultava ulos  mutta taso ja vaihe saa muuttua, sitähän tässä tutkitaankin.

Alla jonkinlainen kuva tuosta selektiivisydyestä eli se RBW filtteri, tässä esimerkkinä  juuri tuolla kuvan 450kHz taajuudella.

Kuvassa keskitaajuus 450kHz ja span 500kHz.


Kuva 11
BP mittaus on taajuus selektiivinen, se askeltaa "kuunneltavaa taajuutta" samalla kun generaattorikin askeltaa. Generaattori askeltaa jokaisen askelen vasta kun Bode Plot komentaa, eli askellusnopeuskin on muuttuva. Bode Plot päättää milloin kunkin askelen mittaus on valmis ja otetaan seuraava taajuus tarkasteluun. Nyt varmaan alkaa hahmottua että tämä on oikeastaan täysin eri BodePlot kuin perintesen analogisen skoopin bode plot vaikka hiukan samalla asialla ollaankin.

Pieni varoituksen sana kuitenkin. Tällä ei saa oikeastaan mitään vaativampaa aikaiseksi ellei tunne sen ominaisuuksia ja hallitse sen käytön perus juttuja. Jos yrittää värin tuloksena on turhautuminen ja toteamus ettei tästä ole mihinkään.

Osaavissa käsissä tämä on varsin pätevä työkalu joka saattaa monissa jutuissa korvata riittävästi joitain kalliitta erikoislaitteita..






Kesken, jatkuu....









Myös EEVblog foorumilta löytyy kohtalainen pläjäys SDS1000X-E  BP II versiosta, testejä, käyttövinkkejä-ohjeita yms.
(avautuu uuteen ikkunaan)



Kesken.....

    --»  Oskilloskoopit

   --» Etusivulle - Home