基本波形オシロ比較

 


普通精度のオシロ (帯域幅100MHz) と比較することで、本機能の性能を開示致します



波形測定環境


測定信号は、10 〜 100MHz の3種類を順に見ていきます

  周波数 周期
A 10MHz 100ns
B 50MHz 20ns
C 100MHz 10ns
D 2.19MHz 457ns





Dは別な測定環境で、オーバーシュート波形を比較します。要注目




A. 10MHz (周期100ns)

通オシロスコープ


普通オシロスコープは、帯域幅100MHzの製品を使用

デジタルの波形としてしっかり描画できている
矢印 1
H、L、の平らな部分も確認できる。

矢印 2
立ち上がり角度に注意下さい、以下で比較します。



( Div: 1v,20ns )
オシロ等価サンプリング


ほぼ同様な波形
10MHzぐらいだと、差は出にくいでしょう


若干、上の普通オシロの方が立ち上がり立下りが遅いプローブのC成分が強いようだ。より高速信号になればこの違いが決定的になってきます。以下で順に見ていきます



( Div: 1v,12.5ns )




B. 50MHz (周期20ns)

普通オシロスコープ


50MHzなのでまだ帯域には余裕があるはずだが、かなり三角波に近くなっています。実在の波形でこんな滑らかなものは存在しないでしょう。
矢印 1
H、L、の平らな部分がほとんどなく、点になりつつある。
矢印 2
立ち上がりが鈍角。



( Div: 1v,10ns )
オシロ等価サンプリング


差が見受けられます

こちらには、H、L、の平らな部分が有り、立ち上がりが鋭角。



( Div: 1v,4.2ns )
オシロとこんなに形状が違うかと思われるでしょうが事実です。100M帯域のオシロは50MHzですと三角波以上の分析はできなくなってしまいます。
次の100MHzの比較で
帯域幅という次元の比較をしますので分析力の差が理解して頂けると思います




C. 100MHz (周期10ns)


この周波数になると帯域幅に差が出てきます。注意して比較下さい

帯域幅とは、-3dB(70%) まで減衰しないで分析できる周波数のこと

普通オシロスコープ

( Div: 1v,10ns )
ほぼ三角波。つまり、立ち上がりが鈍くHLの頂点を斜め線で結んでいるかのように見える。トリガー帯域も限界なので波形がかすんで見える

感知電圧:Vpp =
1.4V

SN74LVC出力は、100MHzだとVCCの約85%の振幅になります。

VCC = 2.3V
85% × -3dB(70%) = 1.37 V

1.37V以上あれば帯域幅を満たしているので、このオシロは100MHzの
帯域幅を満たしていると言えます


オシロ等価サンプリング

( Div: 1v,3.1ns )
三角波ではなく波形の詳細形状まで確認できている。H、L、の平らな部分がまだ有り、立ち上がりが鋭角

感知電圧:Vpp = 1.85V
普通オシロの1.4vより感度が良いことがわかります。

以上から、
帯域幅は、100MHzを超えていることがわかります。

100MHzを超えても、サンプリングできます。
 DDR2-400メモリでの実績




D.オーバーシュートのある波形 (周期457ns)

今までの測定環境とは別で、オーバーシュートのある(品質の悪い)波形を見てみます

2.19MHz (周期457ns) 3.3V

オシロ等価サンプリング 普通オシロスコープ
Div: 1v,100ns

 オーバーシュートの大きさがずいぶん違います
 拡大して比較します

オシロ等価サンプリング 普通オシロスコープ
Div: 1v,20ns

本機能では -1.65V 感知しているのに、オシロは -0.6V
なぜ、こんなに差が。

オーバーシュート部の幅は、矢印で4ns。オシロは帯域100MHzなので、5nsを切るようなパルスは減衰します。
特に先端は、2ns以下になっているので普通オシロでは全く表示されません。

こんな普通の測定では隠れてしまう微細部分も検出できます






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