เวลาไต่ขอบวัดเฉพาะช่วงที่กำหนด
เวลาไต่ขอบไม่ใช่เวลาตั้งแต่แรงดันเริ่มขยับจนถึงค่าสุดท้ายโดยสมบูรณ์ การตอบสนองบางแบบค่อย ๆ เข้าใกล้ระดับปลายจนไม่มีจุดจบที่ชัดเจน จึงกำหนดระดับล่างและระดับบนเป็นเปอร์เซ็นต์ของขนาดขั้นแล้ววัดเวลาระหว่างจุดตัด ค่าที่พบทั่วไปคือ 10–90% แต่มีงานที่ใช้ 20–80% ด้วย การรายงานเพียงว่าเร็ว 100 ns โดยไม่บอกเกณฑ์จึงขาดข้อมูลสำคัญสำหรับเปรียบเทียบ
เปอร์เซ็นต์ต้องนับจากฐานไปถึงระดับบน หากฐานอยู่ที่ 1 V และระดับบน 5 V ขนาดขั้นคือ 4 V ระดับ 10% จึงเป็น 1.4 V และ 90% เป็น 4.6 V ไม่ใช่ 0.5 กับ 4.5 V การลืมฐานจะเลื่อนทั้งจุดเริ่มและจุดจบ โดยเฉพาะสัญญาณขี่บนออฟเซต ควรจดค่าเกณฑ์เป็นโวลต์คู่กับเปอร์เซ็นต์เพื่อให้ตรวจได้ว่าเครื่องประเมินฐานและระดับบนอย่างไร
- ช่วงแรงดัน
ฐาน 1 V ถึงระดับบน 5 V
- ขนาดขั้น
5 − 1 = 4 V
- ระดับ 10%
1 + 0.1 × 4 = 1.4 V
- ระดับ 90%
1 + 0.9 × 4 = 4.6 V
ต้องแปลงเกณฑ์เป็นแรงดันก่อนหาจุดตัด
ตัวอย่างการตอบสนองอันดับหนึ่ง
ใช้แบบจำลองแรงดันต่ำที่เพิ่มจาก 0 ถึง 4 V ตาม V(t)=4(1−e ยกกำลัง −t/τ) โดยกำหนดค่าคงตัวเวลา τ = 50 ns นี่เป็นแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ ไม่ใช่รูปคลื่นที่อ้างวัดจากสินค้าจริง ที่สัดส่วน p ของขั้น เวลาเท่ากับ −τ ln(1−p) ดังนั้นระดับ 10% เกิดที่ประมาณ 5.27 ns และ 90% ที่ประมาณ 115.13 ns ผลต่างคือ 109.86 ns
เมื่อเปลี่ยนเกณฑ์เป็น 20–80% ระดับเริ่มเกิดที่ประมาณ 11.16 ns และระดับจบที่ประมาณ 80.47 ns จึงได้เวลาไต่ขอบ 69.31 ns ทั้งที่ τ ยังเป็น 50 ns และวงจรจำลองเดิมไม่เปลี่ยน อัตราส่วนระหว่างเวลา 10–90% กับ 20–80% ประมาณ 1.585 มาจาก ln(9)/ln(4) สำหรับรูปแบบนี้ ไม่ควรนำตัวคูณดังกล่าวไปใช้กับขอบทุกชนิดโดยไม่มีแบบจำลองรองรับ
เหตุใดขอบเส้นตรงจึงให้ตัวคูณอีกแบบ
หากเปลี่ยนไปเป็นขอบเส้นตรงซึ่งใช้เวลา 100 ns จากฐานถึงระดับบน เวลา 10–90% จะเป็น 80 ns และ 20–80% เป็น 60 ns อัตราส่วนคือ 4/3 หรือประมาณ 1.333 ซึ่งต่างจากขอบเอ็กซ์โพเนนเชียลอย่างชัดเจน ดังนั้นการแปลงค่ารายงานของสองเครื่องโดยคูณค่าคงที่ที่จำมาอาจให้คำตอบผิด การตั้งเกณฑ์เดียวกันแล้ววัดข้อมูลจริงเป็นทางที่ตรวจสอบได้ดีกว่า
ขอบจริงอาจมีความชันเปลี่ยนหลายช่วง มีไหล่ก่อนถึงยอด หรือมีการสั่นข้ามระดับบนหลายครั้ง ต้องระบุว่าจะเลือกจุดตัดครั้งแรกหรือใช้วิธีตามรายการวัดของเครื่อง การใช้เคอร์เซอร์แทนช่วยตรวจคู่จุดได้ แต่ไม่ทำให้ข้อมูลที่ขาดหายกลับมา หากช่วงสุ่มตัวอย่างยาวเมื่อเทียบกับเวลาไต่ขอบ ควรเก็บใหม่ด้วยการตั้งที่เหมาะสมก่อนสรุปความต่างระดับนาโนวินาที
- 10–90%
115.13 − 5.27 ≈ 109.86 ns
- 20–80%
80.47 − 11.16 ≈ 69.31 ns
- เทียบสัดส่วน
ln(9) ÷ ln(4) ≈ 1.585
- ข้อจำกัด
อัตราส่วนนี้ใช้กับรูปเอ็กซ์โพเนนเชียลที่กำหนด
แบบจำลองสมมติ τ = 50 ns ไม่ใช่สเปกสินค้า
ระบบวัดทำให้ขอบช้าลงได้
โพรบและออสซิลโลสโคปเป็นส่วนหนึ่งของทางสัญญาณ ข้อจำกัดแบนด์วิดท์ทำให้ขอบที่เห็นต่างจากขอบก่อนต่อวัดได้ การเปรียบเทียบชิ้นงานต้องรักษาโพรบ ช่องวัด อุปกรณ์ต่อ และการกรองให้เหมือนกันก่อน มิฉะนั้นเวลาไต่ขอบที่ยาวขึ้นอาจเกิดจากระบบวัด ไม่ใช่ความต้านทานหรือความจุของชิ้นงานที่เปลี่ยน การชดเชยโพรบเป็นอีกเงื่อนไขที่ต้องตรวจโดยเฉพาะเมื่อย้ายช่อง
ไม่ควรลบเวลาไต่ขอบของเครื่องออกจากค่าที่วัดแบบเลขคณิตทั่วไป บางแบบจำลองใช้ผลบวกกำลังสองเพื่อประมาณการ แต่ต้องรู้รูปร่างการตอบสนองและเงื่อนไขที่ใช้ได้ การที่ตัวเลขคำนวณออกมาบวกและดูสมเหตุสมผลยังไม่รับรองว่าวิธีนั้นเหมาะ หากไม่ทราบการตอบสนองระบบ ให้รายงานเวลาไต่ขอบที่วัดได้พร้อมข้อจำกัด แทนการเสนอค่าที่เรียกว่าจริงโดยไม่มีหลักฐาน
บันทึกเงื่อนไขก่อนเทียบงานคนละวัน
เก็บฐาน ระดับบน เกณฑ์ล่างและบน ช่องวัด ค่าทดโพรบ แบนด์วิดท์ อัตราสุ่ม และบริเวณขอบที่ใช้ หากเครื่องแสดงสถิติหลายการจับ ให้แยกค่าของขอบหนึ่งจากค่าเฉลี่ยของกลุ่มขอบ การเฉลี่ยรูปคลื่นก่อนวัดยังต่างจากเฉลี่ยเวลาไต่ขอบของแต่ละรูป โดยเฉพาะเมื่อมีความสั่นไหวของเวลา การเก็บข้อมูลดิบและชื่อวิธีเฉลี่ยจะช่วยให้ผู้อ่านทำซ้ำได้
ข้อสรุปที่เหมาะกับแบบจำลองนี้คือ ขอบที่มี τ = 50 ns ให้เวลา 10–90% ประมาณ 109.86 ns และ 20–80% ประมาณ 69.31 ns ความแตกต่างเกิดจากเกณฑ์ ไม่ใช่การทำให้วงจรเร็วขึ้น ตัวเลขทศนิยมใช้ตรวจสูตรเท่านั้น ไม่ใช่ความละเอียดที่รับรองให้เครื่องจริง เมื่อเปรียบเทียบผลจากแหล่งอื่นให้ถามหาเกณฑ์ก่อนเสมอ แล้วจึงตรวจความเหมาะสมของระบบวัดและความไม่แน่นอน
เมื่อระดับตัดอยู่บริเวณที่ขอบชันน้อย เสียงรบกวนแรงดันขนาดเดียวกันจะทำให้เวลาจุดตัดแกว่งมากกว่าบริเวณชัน การเปลี่ยนเกณฑ์อาจลดผลบางส่วนแต่เปลี่ยนปริมาณที่วัดด้วย ต้องรักษานิยามเดียวกันเมื่อเทียบก่อนหลัง ไม่เลือกเกณฑ์เพียงเพื่อให้ตัวเลขดูดีที่สุด หากขอบมีไหล่ต้องแสดงรูปขยายประกอบคำอธิบายด้วย
