मेरे कुछ संकेत 'कंपकंपी' (घबराना) क्यों हैं?


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मेरे पास एक 2 मेगाहर्ट्ज एसपीआई बस है, लेकिन एक बात मैंने गौर की है कि मेरे कुछ सिग्नल अक्सर 'कंपकंपी' होते हैं। हां मेरा ट्रिगर ठीक से सेटअप है, इसलिए मुझे नहीं लगता कि यह मुद्दा वहां मौजूद है।

आप देख सकते हैं कि मेरा यहाँ क्या मतलब है: (यह दृढ़ता मोड पर है)। यह मेरी एसपीआई बस की घड़ी है।

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एसपीआई ठीक काम करता है। मैंने कई बोर्ड पर सैकड़ों मेगाबाइट्स स्थानांतरित किए हैं और अब तक कोई मुद्दा नहीं देखा है। लेकिन मुझे अभी भी यह जानने में दिलचस्पी है कि यहां क्या मुद्दा हो सकता है। इसके अलावा, क्या मुझे इसे ठीक करने से भी परेशान होना चाहिए?

माप एक बहुत छोटे जमीन क्लिप के साथ स्रोत पर सही लिया गया था।

यह मेरे सर्किट का एक सरलीकृत योजनाबद्ध है। बेशक बोर्ड में SPI डिवाइस अधिक हैं, लेकिन इस प्रश्न के प्रयोजनों के लिए यह सटीक है क्योंकि बोर्ड के पास अभी तक इस पर कुछ भी नहीं मिला है सिवाय uC और SD कार्ड के।

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मास्टर (AVR मेगा 128) यह आंतरिक आरसी थरथरानवाला बंद चल रहा है - मुझे नहीं पता कि यह प्रासंगिक होगा लेकिन समय में संकेत शिफ्ट होने के बाद से यह संभव है कि आरसी थरथरानवाला का घबराना एसपीआई बस में भी खत्म हो रहा है। बस सोचा था कि मैं इसका उल्लेख करूंगा। यह मेरे लिए भी है कि इन मापों के दौरान मैंने नियंत्रक को एक अनंत लूप में चलाया। यहाँ कोड है:

while(1)
{
    setFirstBitOnDriver(driver); // this sends a 8-bit command on the SPI bus.
    GLCD_SetCursorAddress(40); // Change cursor position on the display.
    GLCD_WriteText("LED: "); 
    for(wire=0;wire<72;wire++)
    {
        itoa(wire+1,str,10);
        GLCD_WriteText(str);
        GLCD_SetCursorAddress(44);
        _delay_ms(10);
        shiftVectorOnDriver(driver); // another command on SPI. 8-bit wide.
    }
}

घबराना / कंपकंपी तब हो सकती है जब आंतरिक 72 बार चलता है और फिर बाहर निकलता है। चूंकि पहली तीन पंक्तियों को निष्पादित करने में अतिरिक्त समय लगता है, इसलिए हो सकता है कि प्रत्येक 73 वें तरंग अतिरिक्त प्रसंस्करण समय के कारण थोड़ा अलग समय पर आए। अगर मुझे शर्त लगानी थी, तो मैं यह अनुमान लगा रहा हूं कि यह मेरे मुद्दे का कारण है (यदि मैं कर सकता था, तो मैं इस बात की पुष्टि कर सकता हूं लेकिन काम पर और अगले सप्ताह मेरे बोर्ड बंद हैं!) लेकिन मैं अभी भी राय पसंद करूंगा / इस मामले पर एसई के जवाब।

लेकिन यह देखते हुए कि यूसी 8 मेगाहर्ट्ज पर चल रहा है मैं सॉफ्टवेयर के कारण परेशान नहीं हूं क्योंकि यह नैनोसेकंड में नहीं बल्कि माइक्रोसेन्ड्स में होगा। लेकिन दूसरी आकृति में एक सपाट रेखा दिखाई देती है। यह एक बहुत ही संक्षिप्त सेकंड के लिए होता है जहां संपूर्ण तरंग समय में बदल जाती है और स्क्रीन पर अदृश्य होती है। मैं अनुमान लगा रहा हूं कि यह लूप के कारण है और पहली तस्वीर में घबराहट आरसी थरथरानवाला के कारण है।


2
आपका ट्रिगर क्या है?
अंक

@ चिह्न ट्रिगर CH1 पर 1.48 V पर सेट है - बढ़त।
साद १

2
एक अनुमान है कि SPI घड़ी संकेत उत्पन्न करने वाला uC (मेरी धारणा) एक PLL का उपयोग कर रहा है जो स्वयं को संदर्भ में बंद रखने के लिए कुछ घड़ी चक्रों को छोटा या लंबा करके काम करता है। जब वे छोटी या लंबी घड़ी चक्र के साथ आते हैं, तो यह आपके स्कोप ट्रेस पर घबराहट उत्पन्न करता है क्योंकि आप जिस किनारे को देख रहे हैं, वह उस किनारे के पहले / बाद में आपके द्वारा ट्रिगर किए जाने के सापेक्ष आता है।
फोटॉन

1
या एसपीआई आपके मुख्य लूप में उत्पन्न होता है, लेकिन कभी-कभी एक अवरोध होता है जो मुख्य लूप को निष्पादित करने में देरी करता है, इसलिए फिर से आप लूप की अवधि में अंतर देखते हैं।
फोटॉन

2
शब्द "घबराना" है, लेकिन आप "कंपकंपी" कह सकते हैं ;-)
स्टीवन्वह

जवाबों:


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आपका स्कोप शो क्या घबराना का एक उत्कृष्ट उदाहरण है , जिसका अर्थ है कि किसी घटना के समय में त्रुटि (बढ़ती या गिरती हुई धार), इस बात से स्वतंत्र है कि सिग्नल पर कोई वोल्टेज शोर है या नहीं।

लेकिन आपके सिस्टम में घबराहट क्या हो सकती है?

  • जैसा कि आप अटकलें लगाते हैं, अगर यूसी मुख्य घड़ी घबराना है कि घबराना एसपी परिधीय से घड़ी उत्पादन में सीधे स्थानांतरित होगा।

    अपर्याप्त बायपास (आपके पास आपके द्वारा खींचे गए दो 100 एनएफ कैपेसिटर के अलावा आपके बोर्ड पर अतिरिक्त बल्क होना चाहिए) यूसी क्लॉक सर्किट में घबराहट पैदा कर सकता है।

    आपके बोर्ड पर अन्य सर्किटों द्वारा पेश किए जाने वाले बिजली की आपूर्ति का शोर भी इसका प्रभाव हो सकता है (लेकिन अधिक बायपास करने से कम हो जाएगा)।

  • यूसी के एसपीआई परिधीय के प्रदर्शन में घबराहट अंतर्निहित हो सकती है। यह सिस्टम घड़ी के संदर्भ में SPI घड़ी उत्पन्न करना है। यदि यह एक साधारण डिवाइडर (8 मेगाहर्ट्ज सिस्टम घड़ी और 2 मेगाहर्ट्ज एसपीआई घड़ी के मामले में 4 से 1) का उपयोग करता है, तो आपको बहुत अधिक जोड़ा हुआ घबराना देखने की उम्मीद नहीं होगी (हालांकि सिस्टम क्लॉक घबराना सही से गुजरेगा)। लेकिन अगर यह पीएलएल की तरह अधिक जटिल योजना का उपयोग करता है, तो यह सर्किट सिस्टम घड़ी के साथ तालमेल रखने के लिए एसपीआई घड़ी पल्स की चौड़ाई को अलग-अलग कर सकता है, और आप इसे घबराना चाहेंगे। एक PLL सर्किट भी बिजली की आपूर्ति के शोर के प्रति विशेष रूप से संवेदनशील हो सकता है।

यदि घबराना आयाम घड़ी की अवधि के एक छोटे से अंश तक सीमित है, जैसा कि यह यहां लगता है, तो कोई कारण नहीं है कि यह घबराना एसपीआई बस पर त्रुटियां पैदा करेगा (आपके अवलोकन के अनुसार एसपीआई बस अपेक्षित रूप से काम करती है) ।


मेरे पास 100nF का बाईपास कैप है। हर चिप पर vcc / gnd पेयर पर। क्या आप अभी और सुझाव देंगे? यदि हां, तो अतिरिक्त 100nF या 1uF कैप?
साद

यदि यह घबराना आपके बोर्ड पर सबसे खराब प्रदर्शन "समस्या" है, तो कुछ भी बदलने की आवश्यकता नहीं है। आपके सिस्टम में कितने अन्य सर्किट हैं और वे क्या कर रहे हैं, इस पर निर्भर करता है कि बोर्ड के चारों ओर फैले कुछ अतिरिक्त 1, 10 और / या 100 यूएफ बाईपास कैप एक सामान्य डिजाइन अभ्यास हैं। ये एक विशिष्ट चिप के लिए स्थानीयकृत नहीं हैं, वे पूरे बोर्ड के लिए बाईपास करके "बल्क" प्रदान करते हैं।
फोटॉन

हां, मेरे पास इस उद्देश्य के लिए बोर्ड पर दो 47u टैंटलम हैं। इसलिए मुझे बाईपास वाले हिस्से पर ठीक होना चाहिए।
साद

2
एसपीआई पूरी तरह से तुल्यकालिक है। किसी भी प्रकार की घबराहट एसपीआई को विफल नहीं करेगी।
चिह्नित करता है

@ बुकमार्क, ओपी की स्थिति में, यह सच है। सिद्धांत रूप में, हालाँकि, पीरियड्स की एक अत्यधिक चरम मात्रा, उदाहरण के लिए, बढ़ते हुए किनारे और गिरने वाले किनारे के बीच के अंतराल को कम कर सकती है, जो गुलाम हिस्से के सेट-अप समय का उल्लंघन करता है, और इंटरफ़ेस को विफल करने का कारण बनता है। हालांकि यह होने के लिए घबराना लगभग आधे घड़ी की अवधि के बराबर होगा।
फोटॉन

6

यह मुझे सिग्नल घबराना जैसा लगता है। घड़ी की अवधि का समय अलग-अलग होता है, पर्याप्त है कि गुंजाइश की दृढ़ता बढ़त को 'स्मियर' बना रही है।

मुझे नहीं पता कि आपके रिगोल स्कोप में आंकड़ों की गणना करने की क्षमता है जब यह मापता है। यदि ऐसा होता है, तो आप अपने ट्रिगर बिंदु को समायोजित कर सकते हैं ताकि स्क्रीन के बाएं किनारे पर आपका ट्रिगर एज दिखाई दे, एक पूर्ण अवधि दिखाने के लिए टाइमबेस को समायोजित करें और समय के साथ आवृत्ति भिन्नता को मापें ताकि भिन्नता का एहसास हो सके। (घबराना इससे भी बदतर दिख सकता है जब ट्रिगर एज ऑफस्क्रीन हो।)

यदि आप घबराना के स्रोतों को कम करना चाहते हैं, तो मैं आरसी थरथरानवाला के साथ शुरू करूँगा। देखें कि क्या आपके पास एक अलग घड़ी विधि (जैसे क्रिस्टल) का उपयोग करने का विकल्प है, इसे लागू करें और घबराना दूर करें।


काम खुलते ही बाहरी थरथराहट के साथ इसे आजमाएंगे!
साद

6

स्कोप छवियां भ्रामक हो सकती हैं, और आपको डेटा को सही ढंग से व्याख्या करने के लिए सभी मापदंडों को देखना होगा। पहली छवि 10 ns घबराहट को दर्शाती है, और यह बहुत अच्छा नहीं होगा यदि ट्रिगर सिर्फ बाईं ओर स्क्रीन पर था। लेकिन नीचे दाईं ओर यह ट्रिगर + 1.78 trigger बताता है, ताकि 10 एनएस वास्तव में समय अंतराल का केवल 0.5% हो। आरसी थरथरानवाला के कारण घबराना का स्तर अच्छी तरह से हो सकता है। एक क्रिस्टल थरथरानवाला के साथ परिमाण के कम से कम एक क्रम से घबराने की अपेक्षा करें।

आप कहते हैं कि SPI डेटा ट्रांसफर में आपको अभी तक कोई समस्या नहीं हुई है। यह 0.5% की सापेक्षता के लिए धन्यवाद है। यदि आप MOSI 1 before से पहले CLK पल्स 0.5% घबराना 5 ns घबराना का कारण होगा, यह सेटअप और समय का उल्लंघन करने के लिए नहीं जा रहा है।

यदि आपको आश्वस्तता की आवश्यकता है तो बस टाइमबेस सेट करें ताकि आप MOSI और CLK चैनल दोनों को एक पूर्ण बिट समय देख सकें। आप देखेंगे कि घबराना शायद ही दिखाई देगा, और क्रमिक किनारों को अच्छी तरह से अलग किया जाता है।


स्टीवन, क्या आप बता सकते हैं कि ट्रिगर की स्थिति क्यों मायने रखती है? आपको 0.5% का आंकड़ा कैसे मिला?
साद १

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@ साद - ट्रिगर बिंदु समय है = 0. डिस्प्ले पर जो दिखाया गया है वह 1.78 us = 1780 ns बाद में होता है। और 10 ns का घबराना (कम या ज्यादा) उस 1780 ns की भिन्नता है, इसलिए 10 ns / 1780 ns = 0.56% है। यह बहुत बुरा लग रहा है क्योंकि यह उस गिरने वाले किनारे पर ज़ूम इन है, लेकिन संदर्भ किनारे (ट्रिगर) बाईं ओर दसियों मीटर होगा। इसलिए यदि आप बाहर ज़ूम करेंगे ताकि देखने में आपको पूरी नब्ज मिल जाए तो घबराहट बहुत छोटी लगेगी। यदि ट्रिगर पॉइंट को केवल -100 ns पर प्रदर्शित किया जाता है, तो 10 ns का घबराना 10% होगा।
स्टीवन्वह

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घबराना शोर का एक रूप है। यदि आप दालों के किनारों के बीच के अंतर-आगमन के समय को एक प्रकार का संकेत मानते हैं, तो यदि उन किनारों को कोई भी परेशान नहीं करता है, तो इसका मतलब है कि आपका सिस्टम एक शोर-मुक्त सिग्नल प्रदर्शित करता है!

स्क्वायर तरंगों को अक्सर अधिक सतत तरंग पर थ्रॉल्डिंग द्वारा उत्पन्न किया जाता है, जिसमें कुछ श्मिट-ट्रिगर टाइप सर्किट होता है जिसमें हिस्टैरिसीस व्यवहार होता है। क्रिस्टल या आरसी ऑसिलेटर्स "देशी" वर्ग तरंगों को बाहर नहीं करते हैं।

तो, यदि उस इनपुट तरंग पर कुछ वोल्टेज का शोर होता है, तो यह शोर ट्रिगर में थोड़ी सी शिफ्ट में बदल जाएगा, क्योंकि वोल्टेज कभी-कभी या तो थ्रेशोल्ड तक पहुंचता है और कभी-कभी बाद में।

और इस प्रकार, एक तरह का शोर (वोल्टेज शोर) दूसरी तरह के शोर (समय के शोर) में बदल जाता है।

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