Chapter 9. 오실로스코프 펄스 신호 및 상승 하강 신호 분석 [오실로스코프, 리골이 알려줄게]

오실로스코프를 활용해 전자 회로나 디지털 시스템에서 신호를 측정할 때, ‘펄스 신호 분석’은 매우 중요한 작업 중 하나입니다. 특히 디지털 회로나 통신 시스템에서는 신호의 정확성과 안정성이 성능에 직결되기 때문에, 펄스의 상승 시간(Rise Time), 하강 시간(Fall Time), 펄스 폭(Pulse Width)을 정확히 측정하는 것이 필수입니다.

오늘은 이 세 가지 요소를 오실로스코프에서 어떻게 확인하고, 분석하는지에 대해 알아보겠습니다.

 

 

펄스 신호란?

 

 

펄스 신호는 디지털 회로에서 스위칭 동작이나 타이밍 제어 등에 널리 사용되는 신호 유형입니다. 하지만 펄스가 왜곡되거나 기준에서 벗어나면 회로가 오작동을 일으킬 수 있어 정확한 측정이 필요합니다.

 

 

 

📌 주요 분석 항목

• 상승 시간 (Rise Time) : 저전압에서 고전압으로 전이하는 데 걸리는 시간. 10%에서 90% 구간을 측정합니다.
• 하강 시간 (Fall Time) : 반대로 고전압에서 저전압으로 전이할 때 걸리는 시간입니다.
• 펄스 폭 (Pulse Width): 펄스가 High 상태에 머무는 시간. 50% 기준에서 측정합니다.

 

 

기준점 이해

 

 

펄스 상승 시간(Rise Time)은 일반적으로 10% 레벨에서 90% 레벨까지의 시간을 측정합니다.

전이 구간의 잡음을 제거하고 신호의 품질을 판단하는 기준이 됩니다.

 

 

 

펄스 폭(Pulse Width)은 펄스가 하이(High) 상태에 머무르는 시간입니다. 보통 전체 전압의 50% 레벨에서 측정합니다. 펄스 폭이 일정하지 않거나 기준에서 벗어나면 시스템 오작동 가능성이 커집니다.

 

 

측정 준비: 오실로스코프 설정

 

 

1. 파형 생성 및 연결

• RIGOL MHO5104 오실로스코프는 내장된 파형 발생기 기능을 이용해 신호를 출력할 수 있습니다.
• CH1에 연결하고, 수직/수평 스케일을 적절히 조절해 파형을 확인합니다.

 

 

 

2. 트리거 설정

• 에지 트리거로 설정하고, 트리거 레벨은 신호의 중앙값(50%)으로 맞춰줍니다.

 

 

 

 

3. 확대 및 확인

• TIME/DIV를 축소해 펄스의 세부 전이 구간을 확대합니다.
• 상승 시간, 하강 시간, 펄스 폭을 더 명확히 확인할 수 있습니다.

 

 

자동 측정 & 커서 기능 활용

 

오실로스코프의 Measure 기능을 통해 Rise Time, Fall Time, Pulse Width를 자동으로 계산해 줍니다.

또한 Cursor 기능을 통해 수동으로 측정하면 더 세밀한 분석이 가능합니다.

 

 

 

이번 실습에서는 디스토션이 포함된 파형을 측정하여,

실제로 오실로스코프가 표시하는 값과 커서로 측정한 값이 얼마나 잘 일치하는지를 함께 비교해보았습니다.

 

 

 

 

실습을 통해 얻은 측정값을 기준으로, 신호가 시스템에 부하를 주거나 타이밍 오류를 발생시키는지 판단할 수 있습니다.

 

이번 실습에 대한 자세한 설명은 아래 동영상을 참고해 주세요!

 

 

 

 

펄스 신호 분석이 왜 중요한가요?

 

• 타이밍 오류 예방: 신호가 기준 펄스 폭보다 짧거나 길면 회로가 제대로 반응하지 않을 수 있습니다.
• 통신 신뢰성 확보: 펄스의 정확한 전이 특성은 통신 신호의 신뢰성을 보장합니다.
• 설계 단계에서 문제 조기 발견: 사전에 이상 여부를 확인하고 설계에 반영할 수 있습니다.

 

 

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정밀한 펄스 분석이 디지털 회로의 완성도를 높입니다

 

 

 

 

이번 시간에는 오실로스코프를 활용한 펄스 신호 분석에 대해 알아보았습니다.

상승 시간, 하강 시간, 펄스 폭은 디지털 회로 설계와 검증, 통신 시스템 테스트에서 핵심적으로 활용되는 지표입니다.

측정 정확도를 높이기 위해서는 신호 조건에 맞는 오실로스코프 설정과 측정 방법을 숙지하는 것이 중요합니다.

 

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문의사항 : 리골코리아 02-6953-4466, info.kr@rigol.com