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    有源晶振時鐘信號輸出測試方法

    有源晶振時鐘信號輸出測試方法

    (圖1)

    舉例:PCB板上的有源晶振輸出時鐘信號為25MHz或27MHz的方波。

    當示波器的測量帶寬較低時,方波的很多高頻諧波分量會被濾除,此時看起來會比較像正弦波。 根據傅立葉展開公式,方波是由一系列正弦分量疊加而成的,稱為各次諧波,且完美的方波只有1、3、5、7… 奇次諧波,無偶次諧波。公式為:

    f(t)=sin(w*t)+1/3*sin(3*w*t)+1/5*sin(5*w*t)+?

    從上式可知,級數越多,越接近方波;級數越少,越接近正弦波。

    測量對比分析

    為了更清楚直觀地說明這種情況,下面以示波器和泰克DS4054(500MHz帶寬)進行測試對比說明,被測信號為ZDS2022示波器27MHz的有源晶振信號。

    有源晶振時鐘信號輸出測試方法

    (圖2)

     

    如圖1、2所示,在探頭為X1檔(帶寬為10MHz),關閉帶寬限制的條件下進行測試,由于測試帶寬僅為10MHz,濾除大量高頻諧波分量,測試的波形比較接近正弦波。而在探頭為X10檔,關閉帶寬限制的條件下進行測試,測到的波形是比較接近方波的,如圖3、圖4所示。

    有源晶振時鐘信號輸出測試方法

    (圖3)

     

    有源晶振時鐘信號輸出測試方法

    (圖4)

     

    注:

    使用示波器測試晶振輸出的時鐘信號時,需要特別注意以下三點:

    • 由于晶振信號對于電容負載比較敏感,所以在測試晶振輸出信號時,需要把探頭撥到X10衰減檔位,以減小測試引入的負載效應。
    • 晶振信號的輸出邊沿一般比較陡,即上升時間較短,其實質是晶振信號中包含了較多的高頻分量,對于這類信號的測試,應該當作高頻信號來對待,選擇帶寬較大的探頭與示波器進行測量,以免失真。
    • 測試中使用探頭標配的接地彈簧代替接地鱷魚夾就近接地,可有效提高信號保真度。
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