如何正确测量晶振输出频率?

正确测量晶振输出频率方法介绍如下:

  • 电路中测量点的正确选择

1、直接接触式测量

如何正确测量晶振输出频率?

一些时钟芯片带clock out功能,此功能是buffer晶振的信号,其管脚的输出是有很强大的驱动能力的,因此可以直接使用探头测量。

2、间接式测量

晶振发出的时钟输入到处理器中,可以使用计时器对此信号作分频处理,然后将分频后的信号输出到管脚。这样我们只需测量分频后的信号,即可计算出原有时钟的频率。这种间接测试的方法,只能测试晶振频率,却不能测量晶振输出信号的幅度。

3、非接触的测量

若信号驱动能力很强,可以考虑非接触的测试方案:近场探头。近场探头配合频谱仪,或示波器的FFT分析功能,即可测得峰值电压处的频率。

  • 来自探头负载的影响

探头是测量系统的一部分,其正确使用与否很大影响着测试结果。当探头的探针点击测量点时,探头的接入会对被测电路造成影响,这被称为探头的负载效应。这种负载效应一般简化为电阻与电容的并联。

如何正确测量晶振输出频率?

在带宽500MHz以下的示波器,一般标配是1倍衰减或10倍衰减的无源探头,某些探头的衰减比可手动选择。不同衰减比的探头在带宽、输入电阻、输入电容上面都有差异。

一般情况下,探头的输入电容,比晶振手册的负载电容要大。探头的介入,必定大大影响到原已参数优化好的电路,从而严重影响晶体电路的起振。两害相权取其轻,测量无源晶振时应优先选用10倍衰减探头。若10倍衰减探头的寄生参数还是过大,可以考虑选用有源高压差分探头。

晶振输出频率测量方法

1、硬件频率计

使用硬件频率计时,有测周期与测脉冲数的算法。当信号频率小时,会选用测周期的方法,信号周期的倒数就是频率,此方法误差源在于测周期的计时时钟的频率;当信号频率大时,会选用测脉冲数的方法,在标准时间内测出信号上升沿的个数,此方法的误差是标准时间内的选定问题。

2、频率参数测量

在参数测量的时间参数中,有“频率”测试项。此测试项是求得两上升沿之间的时间差,再求倒数得到频率。此测试项的误差在于上升沿的判定与周期计时频率,受限于当前采样点的采样率。

3、上升沿参数测量

在参数测量的统计参数中,有“上升沿计数”的方法,其原理是测量上升沿的个数。在测试中,可以将测量范围选择光标区域,而光标范围设为200ms,这样测得的上升沿乘以5,即为信号频率。

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