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示波器测量晶振频率不准确的原因分析和提高精度的解决方法
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示波器测量晶振频率不准确的原因分析和提高精度的解决方法
发布日期:2013/11/07 10:10 AM

晶振是一种频率元件,而决定晶振是否能用的因素取决于晶振的频率和精度,其次就是负载电容,对于晶振的频率.我们通常知道测试的仪器有示波器和频率计,我们知道,晶振有时在示波器上测试出来的频率并不准确,准确来说,任何一种示波器测量频率元件都是有一点偏差的,示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器,它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像,便于人们研究各种电现象的变化过程,而普通示波器主要是用于故障检测的, 精度要求不高. 带有 "数字读出" 功能的示波器可能好一点. 普通示波器的扫描精度大概在百分之五左右,换算成频率不会超过这个精度。有些数字读出示波器实际上是把触发放大器整形之后的信号分出一路供其中的频率计电路再在屏幕上显示出来,有一些是用外带的频率计显示。从准确度上讲,严格地讲,示波器测出来的波形都是有失真的,不是实际值。当然对于晶振来说,不管是否加电容,以及加多大电容,影响的是波形的形状质量,不会影响频率大小的。


  影响示波器测量不准确的因素有很多
  1,DC增益误差、系统非线性度、偏置电路误差、频率响应曲线、量化误差
  2,探头及测试环境的原因,如探头的地线影响(地线长短、地环路的位置、形状等)、探头的负载效应在不同频率下的值不恒定、 接近探头前端的寄生参数、 探头摆放的位置、探头与探头之间的影响
  3,采样率、带宽、幅值误差和垂直噪声、孔径误差、触发抖动、插值误差及时基稳定性等

  在示波器测量中出现准确度不够的问题比较常见,特别是在测量微弱小信号、相位噪声、小电压纹波、大电压中的小电压信号等更容易出现明显的误差。因此,工程师在测量前充分了解影响示波器测量准确度的因素、掌握其使用技巧就显得尤为重要。当然,提高测量准确度最有效的解决办法是增加ADC位数.下面是几个比较实用的提高示波器测量准确度的原则和技巧。


1,时刻警惕采样率,要过采样而不要欠采样。比如测量波形频率时如果采样率太低会出现混叠现象,那么测量的结果就是错误的。
2,在现有条件的基础上最小化量化误差,即尽量让测量波形占满栅格,充分利用ADC的范围。
3,利用FIR滤波器也能减小噪声。不需要捕获多次的波形进行平均求值,单次捕获就可以,因此可用于无法稳定触发的非周期重复性波形的测量情况。
4,利用平均算法和滤波功能。对于周期重复性的信号,稳定触发后利用多次测量求平均值减小信号噪声所带来的误差,平均算法同样会减弱由示波器模拟前端和探头引入的噪声影响
5, 利用测量统计功能。因为波形的形状是不稳定的,因此示波器每次捕获到的波形测量结果不一样。利用测量统计可以发现电路性能最坏的情况和一些间歇性信号的参数值,这是判断关键信号特征是否在规格范围之内的一种好方法。
6,减小探头对测量准确度的影响

  在这里告诉大家一个小技巧,如何在没有示波器的情况下测量晶振是起振的
    用万用表测量晶振两个引脚电压是否是芯片工作电压的一半,比如工作电压是5V则是否是2.5V左右。另外如果用镊子碰晶体另外一个脚,这个电压有明显变化,证明是起振了的.
   小窍门:就是弄一节1.5V的电池接在晶振的两端把晶振放到耳边仔细的听,当听到哒哒的声音那就说明它起振了,就是好的嘛!


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