単純な方形波パルス発生器のオーバーシュートとリンギングを低減できるものは何ですか？

単純なRCおよびシュミットトリガーベースの方形波パルスジェネレーターを構築しました。ブレッドボードには、ジャンパーの長さ、ブレッドボード自体などのために、明らかに不要な品質があります。

回路図およびブレッドボードバージョン：

そして、波形出力：

特に、方形波の立ち上がりエッジにはかなりの量のオーバーシュート（500mVのピークで約200mV）とリンギングがあります。R1に物理的に触れることで、さらに悪化させるのは簡単です。正しい情報については編集をご覧ください。

解決策を探しているうちに、RF回路や趣味の給料等級を超えたものに対するスナバや湿気のような用語に遭遇しました。

Anindoは、関連する質問への回答で、負荷に50Ω抵抗を使用する必要があることを示唆しています。最初のシュミットトリガー（ピン1のIC1D）からの出力を測定しています。残りのトリガーは220Ωの抵抗で使用され、約50Ωのインピーダンスを生成しますが、出力ノードで測定した結果はほぼ同じです。

この高速エッジパルスジェネレータは、純粋に私自身の実験/教育用であるため、重要なものはありません。はんだ付けされたボードを作成することにした場合、ブレッドボードのいとこよりも優れていることを確認するには、どのようなことができますか？

以前のスクリーンショットと測定では、誤ってAC結合モードでした。以下に、ICのピン1と2の信号を示すいくつかの画面を示します（1に入力三角波、2に出力方形波）。それらは現在、DC結合されています。プローブは常にX10にありましたが、スコープ自体はX1にありました（真新しいスコープ、おっと！）。ただし、オーバーシュートは依然として重要です。0〜5Vの出力では、オーバーシュート（白い破線の線で表示）は2.36Vです。入力のオーバーシュートは約500mVに過ぎないことに注意してください。入力リップルは、ブレッドボード上のピン1と2の近接によるものですか？

ピン1の入力（チャンネル2 /ブルー）、ピン2の出力（チャンネル1 /イエロー）：

DCカップリングで測定されたオーバーシュート：

抵抗器R2を取り外してピン4（IC1E出力）で測定しても、ピン2の信号との顕著な違いはありませんでした。

私がいることを言及する必要がありますW2AEWすることにより、元のチュートリアル/ビデオ私はこのサーキットのための情報を得たところからも、私が持っている程度に、いくつかのオーバーシュートを持っていますが、ありません。彼の回路はボードにはんだ付けされており、おそらく大いに役立ちます。

5Vでおそらく500mVの元の著者の（W2AEW）波形（ノードOUT）：

原作者のはんだ付けバージョン：

編集2：

PSUおよびスコープへのリードの長さを含む全体的なセットアップの写真を次に示します。

編集3：

最後に、スコープ上のVCC（黄色）とOUTノード（青色）が一致するリップルを表示します。

質問に追加された新しいスコープトレース、具体的にはVccトレースの外観から、リンギングは使用時の電源の不十分なレギュレーションに起因しているように見えます -おそらくベンチ電源出力ではありません。ベンチ電源からの短いリード線は、リード線のインダクタンスを減らすことで確かに役立ちますが、遷移があなたが探しているほど鋭い場合は十分ではありません。

• ICに最も近い電源レールのブレッドボードに、大きなコンデンサを追加します。100uFから始めます。
• 回路図に示されている0.1 uFデカップリングコンデンサと並行して、シュミットトリガー電源ピンに触れて、10 uF電解コンデンサを追加します。
• 上記の3つのコンデンサすべてのリード線を、ブレッドボードの接点と確実に接触する最低限までトリミングします。これらのリード線は、不要なインダクタンスを追加しています。
• 読み取り中の出力から負荷をできるだけ出力ピンの近くのグランドピンに追加します。220Ωで十分です。また、リードを最小限にトリミングする必要があります。

• 数百ミリボルトを超えるオーバーシュート/アンダーシュートを絶対に回避する必要がある場合は、出力ピンから電源ピンとグランドピンの両方に小信号ショットキーダイオードを追加します。
  

  

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

• これにより、リンギングの立ち上がりエッジのピークと立ち下がりエッジのトラフが減衰されます。ピークの過剰なエネルギーがダイオード。
• 最後に、ブレッドボードは、その構造の性質により、静電容量、インダクタンス、およびあらゆる種類の寄生結合を導入します。単純なパフォーマンスボードでさえうまくいきます。長いリード線はこの問題を悪化させます。特に高周波/鋭い遷移では、単純なリード線でさえ結合と誘導リンギングの原因になります。

コメントに十分なスペースがあるとは思わなかったので、これを答えとして書いています。そうは言っても、私が述べているいくつかのポイントがあなたの問題の原因である可能性があります：-

x10スコーププローブを使用していますか？ピン2からの出力はどのように見えますか-シュミットトリガーはピン2からの悪い形の方形波の同じポイントですべてトリガーしません-スコープトレースでこれの証拠を見ることができます-それは落ち着き始め、再度撃ちます。画像からのチップの分離は少し不安定です。

実際に7414を使用していますか？最高の速度のために74AC14をお勧めします-また、これらのデバイスが供給できる出力電流を再確認してください-特に、いくつかのデバイスは6k8の負荷と5つの他の入力。

220R抵抗器の1つを切断し、スコープを出力（ピン4など）に直接掛けると、どのようになりますか？

どのVccを使用していますか-オーバーシュートは500mVのピークの200mVであると言います-これは奇妙に思えます-あなたはすべてのインバーターがスイッチングしていると確信しています。5V電源からは、この上にオーバーシュートがある5Vのピークが見られると思います。

思考の糧。

他の回答とコメントごとに、私は提供されたいくつかの提案でオーバーシュートを減らすことに集中しました。

私は次のことをしました：

• ブレッドボードに出入りするリードを短縮し、
• プローブの調整された補正（1つはわずかに補正不足でした）

これにより、測定されたオーバーシュートが約2.4Vから1.8V（5V以上）に減少しました。

しかし、@ AndrejaKoの提案は最大の効果がありました。私は入れて先端地盤バネをプローブにして、再度測定し、この時間はわずか680mVのオーバーシュートを見て。

この回路がPCBにはんだ付けされるまで、私は確かにそれほど良いことを期待していません。しかし、これはオリジナルからの大幅な改善です。

ピン2での方形波出力の測定：

先端スプリング付きの短い接地経路：

写真では、抵抗器が接地スプリングに接触しているように見えますが、接触していません。

オーバーシュートがこれまでに測定されたほど高い（または実際には680mVでさえある）とは確信していませんが、不適切な測定方法が原因であると考えています。ただし、高速イベントを測定するには、リード長（インピーダンス）、浮遊容量、慎重な分析などに注意する必要があることが明確に示されています。

注：写真の他の5つのシュミットトリガーへの抵抗を削除しました。結果は基本的にそれらの有無にかかわらず同じでした。

電源に問題があります。編集3、VCC（黄色）とOUTノード（青色）が喫煙銃であることを示します。ICピンのできるだけ近くに、VCCと電源レールの間に容量を追加します。コンデンサのリードは現在、長すぎます。.01マイクロファラッドフィルムキャップと600 pFなどの小さなセラミックでバイパスした約100マイクロファラッドの電解質を使用します。これらをできるだけピンの近くに並べ、可能な場合はピンの一番小さいものを着陸させます。ところで、多くのオーディオアンプはこの同じ問題を表示します。VCCとグラウンドの間にスピーカーを直列に接続し、小さな値のキャップと直列に接続してDCをブロックすることで、それらをテストできます。供給レールで音楽が聞こえます。あなたの目的は、この音楽を削減または排除することです。

この回路の出所であるW2AEWによる元のチュートリアル/ビデオでは、アランは、この回路が50オームの「出力**」インピーダンスにかなり近いことを述べています。

あなたの以前の投稿は実際にあなた自身の質問に答えましたが、私はあなたがすでに答えを持っていることに気付いていなかったと思います。

以前の投稿から：「Anindoは、関連する質問への回答で、負荷に50Ω抵抗を使用することを提案しています。最初のシュミットトリガー（ピン1のIC1D）からの出力を測定しています。 220Ωの抵抗により約50Ωのインピーダンスが生成されますが、出力ノードで測定するとほぼ同じ結果が得られます」

220オームの抵抗器は、発射されたエネルギーの出力インピーダンスを形成しますが、負荷インピーダンスではありません。次に、発射されたエネルギーを完全に使い果たして反射を防止するために、その最終出力信号を対応する特性インピーダンスに送る必要がありました。解決策：負荷抵抗器として50オームの負荷を追加するか、スコープでサポートされている場合は、スコープの50オームの入力インピーダンス選択を使用します。寄生容量/インダクタンス効果もありますが、インピーダンス不整合が現在支配的な要素になります。