Instrumentação e Medidas
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Instrumentação e Medidas
Instrumentação e Medidas Osciloscópio © Jorge Guilherme 2008 #287 Instrumentação e Medidas Osciloscópio Medição de período e fase © Jorge Guilherme 2008 #288 1 Instrumentação e Medidas Osciloscópios analógicos e digitais analógico © Jorge Guilherme 2008 #289 Instrumentação e Medidas Controlos do osciloscópio © Jorge Guilherme 2008 #290 2 Instrumentação e Medidas Figuras de lissajous Desfasamento entre as duas ondas A B φ = arcsin © Jorge Guilherme 2008 #291 Instrumentação e Medidas Medição de pulsos © Jorge Guilherme 2008 #292 3 Instrumentação e Medidas Largura de banda do osciloscópio Para evitar distorção em AC Vin DC Cc BW = AC Ri PW < 0.35 tri tri – tempo de subida do osciloscópio Ri .Cc 10 © Jorge Guilherme 2008 #293 Instrumentação e Medidas Largura de banda do osciloscopio BW = 0.35 tri tri – tempo de subida do osciloscópio © Jorge Guilherme 2008 #294 4 Instrumentação e Medidas Base de tempo Vc Vcc Vr Multiplexagem t 1mA Cb canal A Vc Cx Rb circuito vertical canal B chopper Sync © Jorge Guilherme 2008 #295 Instrumentação e Medidas Multiplexagem alternada © Jorge Guilherme 2008 Multiplexagem chopper #296 5 Instrumentação e Medidas Pontas de prova Ponta + cabo C1 Osciloscopio Rs R1 Cc Ri Ci Vi Compensação da ponta R1.C 1 = Ri (Ci + Cc ) Ri (Cc + Ci ) C1 = R1 Rin = R1 + Ri C 1(Cc + Ci ) Cin = C 1 + Cc + Ci © Jorge Guilherme 2008 #297 Instrumentação e Medidas Compensação da ponta de prova Tempo de subida devido à capacidade de entrada tro = 2.2 RsCin Tempo de subida do traço trd = tri 2 + tro 2 © Jorge Guilherme 2008 #298 6 Instrumentação e Medidas © Jorge Guilherme 2008 #299 Instrumentação e Medidas Fring = © Jorge Guilherme 2008 1 2π Lparasita.Cin #300 7 Instrumentação e Medidas Família lógica Tr (ns) BW (MHZ) Capacidade de entrada da ponta (pF) CDMOS 1.5 230 5 Advanced CMOS 0.8 440 3 ECL 0.5 700 3 ECL ipse 0.3 1170 1.4 GaAs 0.1 3500 1.5 cabo 50 ohm Ponta FET Max – BW – 1GHz 50 Ponta resistiva 450 cabo 50 ohm Maior largura de banda Max – BW – 10GHz 50 © Jorge Guilherme 2008 #301 Instrumentação e Medidas Diferentes tipos de pontas Alta tensão © Jorge Guilherme 2008 Sonda de corrente #302 8 Instrumentação e Medidas Acessórios Injecção de ruído pela massa © Jorge Guilherme 2008 #303 Instrumentação e Medidas © Jorge Guilherme 2008 #304 9 Instrumentação e Medidas Osciloscópio digital Equivalent time sampling Real time sampling © Jorge Guilherme 2008 #305 Instrumentação e Medidas •How do they work? bandwidth Sample rate Memory depth © Jorge Guilherme 2008 #306 10 Instrumentação e Medidas Técnicas de amostragem © Jorge Guilherme 2008 #307 Instrumentação e Medidas Alguns tipos de medidas © Jorge Guilherme 2008 #308 11 Instrumentação e Medidas © Jorge Guilherme 2008 #309 Instrumentação e Medidas Analog Bandwidth What does a 50MHz square wave really look like? 60MHz Scope 100MHz Scope 350MHz Scope 500MHz Scope © Jorge Guilherme 2008 #310 12 Instrumentação e Medidas Visualização do espectro com analise FFT © Jorge Guilherme 2008 #311 Instrumentação e Medidas Analisador de Espectros © Jorge Guilherme 2008 #312 13 Instrumentação e Medidas Time Voltage Voltage Sources Generate Sine Waves Oscilloscope Frequency Spectrum Analyzer This is the ideal output: most specs deal with deviations from the ideal and adding modulation to a sine wave Millimeter Microwave RF 3-6 GHz 20-50 GHz 300 GHz © Jorge Guilherme 2008 #313 Instrumentação e Medidas Analisador de espectros © Jorge Guilherme 2008 #314 14 Instrumentação e Medidas © Jorge Guilherme 2008 #315 Instrumentação e Medidas © Jorge Guilherme 2008 #316 15 Instrumentação e Medidas © Jorge Guilherme 2008 #317 Instrumentação e Medidas © Jorge Guilherme 2008 #318 16 Instrumentação e Medidas Analisador Logico © Jorge Guilherme 2008 #319 Instrumentação e Medidas Sinal digital Permite ver muitos sinais logicos em simultâneo © Jorge Guilherme 2008 #320 17 Instrumentação e Medidas © Jorge Guilherme 2008 #321 Instrumentação e Medidas Aquisição de sinais © Jorge Guilherme 2008 #322 18 Instrumentação e Medidas © Jorge Guilherme 2008 #323 Instrumentação e Medidas Analisador de Redes © Jorge Guilherme 2008 #324 19 Instrumentação e Medidas Network Analyzer Basics © Jorge Guilherme 2008 #325 Instrumentação e Medidas Network Analysis is NOT.… Router Bridge Repeater Hub Your IEEE 802.3 X.25 ISDN switched-packet data stream is running at 147 MBPS with -9 a BER of 1.523 X 10 . . . © Jorge Guilherme 2008 #326 20 Instrumentação e Medidas High What Types of Devices are Tested? Integration Duplexers Diplexers Filters Couplers Bridges Splitters, dividers Combiners Isolators Circulators Attenuators Adapters Opens, shorts, loads Delay lines Cables Transmission lines Waveguide Resonators Low Dielectrics R, L, C's RFICs MMICs T/R modules Transceivers Receivers Tuners Converters VCAs Amplifiers Antennas Switches Multiplexers Mixers Samplers Multipliers Diodes Device type Passive VCOs VTFs Oscillators Modulators VCAtten’s Transistors Active © Jorge Guilherme 2008 #327 Instrumentação e Medidas Lightwave Analogy to RF Energy Incident Reflected Transmitted Lightwave DUT RF © Jorge Guilherme 2008 #328 21 Instrumentação e Medidas . What is the Difference Between Network and Spectrum Analyzers? Measures known signal Amplitude Amplitude Ratio 8563A Frequency Spectrum analyzers: Network analyzers: 9 kHz - 26.5 Measures unknown signals Frequency SPECTRUM ANALY ZER GHz measure components, devices, circuits, sub-assemblies contain source and receiver display ratioed amplitude and phase (frequency or power sweeps) offer advanced error correction measure signal amplitude characteristics carrier level, sidebands, harmonics...) can demodulate (& measure) complex signals are receivers only (single channel) can be used for scalar component test (no phase) with tracking gen. or ext. source(s) © Jorge Guilherme 2008 #329 Instrumentação e Medidas Generalized Network Analyzer Block Diagram Incident Transmitted DUT SOURCE Reflected SIGNAL SEPARATION INCIDENT (R) REFLECTED (A) TRANSMITTED (B) RECEIVER / DETECTOR PROCESSOR / DISPLAY © Jorge Guilherme 2008 #330 22 Instrumentação e Medidas Source Supplies stimulus for system Swept frequency or power Traditionally NAs used separate source Most Agilent analyzers sold today have integrated, synthesized sources © Jorge Guilherme 2008 #331 Instrumentação e Medidas Incident Signal Separation Transmitted DUT Reflected SOURCE SIGNAL SEPARATION INCIDENT (R) REFLECTED (A) TRANSMITTED (B) RECEIVER / DETECTOR PROCESSOR / DISPLAY • • measure incident signal for reference separate incident and reflected signals splitter bridge directional coupler © Jorge Guilherme 2008 Detector Test Port #332 23 Instrumentação e Medidas High-Power Amplifiers Preamp 8753ES Source Ref In Preamp AUT DUT R A B AUT +43 dBm max input (20 watts!) 8720ES Option 085 85118A High-Power Amplifier Test System © Jorge Guilherme 2008 #333 24