億金電子專業(yè)提供晶振,石英晶振.石英晶體諧振器等壓電水晶元件.并且每天不定時(shí)更新晶振新聞動(dòng)態(tài),有關(guān)晶振編碼,晶振參數(shù),晶振技術(shù)的信息歡迎訪問億金官網(wǎng).下面所講到的是關(guān)于決定石英晶振頻率測(cè)量誤差的兩個(gè)主要因素.

晶振頻率測(cè)量誤差主要由兩個(gè)因素決定：

1. 時(shí)基準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性

2. 頻率計(jì)數(shù)器的時(shí)間間隔測(cè)量誤差相對(duì)于門限時(shí)間

選擇更高分辨率的頻率計(jì)數(shù)器并增加門控時(shí)間可提高測(cè)量精度,前提是使用精確的時(shí)基.億金工程建議使用至少100ms的門限時(shí)間和GPS紀(jì)律或銣時(shí)基.有關(guān)頻率計(jì)數(shù)器準(zhǔn)確度和分辨率的詳細(xì)信息,請(qǐng)參閱儀器手冊(cè).

使用數(shù)字示波器進(jìn)行測(cè)量

示波器廣泛用于測(cè)量石英晶振,晶振時(shí)鐘信號(hào)的參數(shù).本節(jié)討論限制數(shù)字示波器在頻率測(cè)量中的有效性的限制.
示波器沖壓精度和量化噪音

數(shù)字示波器通過從模數(shù)轉(zhuǎn)換器獲取時(shí)間上等間隔的一組讀數(shù)將模擬輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào).為了測(cè)量晶振頻率,示波器使用通常為信號(hào)幅度的50％的閾值來檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換的時(shí)間實(shí)例.示波器軟件使用兩點(diǎn)之間的插值.一點(diǎn)是在信號(hào)超過閾值之前,第二個(gè)點(diǎn)是超過閾值之后（見圖6）.測(cè)量信號(hào)超過閾值的時(shí)間實(shí)例的準(zhǔn)確度取決于示波器的時(shí)間戳精度和量化噪聲.時(shí)間戳精度定義了t1和t2的誤差,量化噪聲定義了V1和V2的誤差.

單周期測(cè)量

許多示波器每個(gè)波形捕獲只能測(cè)量一個(gè)石英晶振晶體周期.這種測(cè)量的相對(duì)誤差相當(dāng)高,并且隨著輸入信號(hào)頻率的增加而增加.信號(hào)固有存在的高頻周期抖動(dòng)也會(huì)增加顯著的誤差.運(yùn)行多個(gè)捕獲并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平均可將誤差降至某個(gè)儀器測(cè)量極限.但是,這很耗時(shí),并且不能提供ppm級(jí)的準(zhǔn)確度.

門限時(shí)間和時(shí)間基準(zhǔn)限制

現(xiàn)代高性能數(shù)字示波器能夠在單個(gè)捕獲中采集的所有相鄰信號(hào)周期內(nèi)運(yùn)行內(nèi)置測(cè)量.它們也具有非常好的時(shí)間戳精度.不幸的是,由于存儲(chǔ)器有限,信號(hào)的一個(gè)非常小的時(shí)間幀（通常高達(dá)1ms）可以以最大采樣率捕獲.這有效地限制了最大測(cè)量門限時(shí)間,并因此限制了晶振測(cè)量精度.

示波器時(shí)基的主要目標(biāo)是低抖動(dòng),因此它沒有很好的晶振頻率穩(wěn)定性.這可以通過使用外部參考來糾正.

探測(cè)信號(hào)

即使在多個(gè)時(shí)段內(nèi)進(jìn)行平均,信號(hào)完整性也可能會(huì)影響頻率測(cè)量.如果發(fā)生上升/下降時(shí)間事件（圖7）,信號(hào)完整性問題導(dǎo)致信號(hào)超過測(cè)量閾值,則注冊(cè)的周期數(shù)可能會(huì)人為增加.這種現(xiàn)象通常被稱為雙觸發(fā).當(dāng)發(fā)生雙重觸發(fā)時(shí),測(cè)量的頻率高于實(shí)際的信號(hào)頻率.

 圖8說明連接到高阻抗探頭的非端接長(zhǎng)導(dǎo)線如何導(dǎo)致信號(hào)完整性問題.屏幕捕捉的振鈴足以引起雙重觸發(fā).

   不正確的探測(cè)會(huì)影響石英晶振,貼片晶振信號(hào)完整性并可能導(dǎo)致雙重觸發(fā).這種情況會(huì)導(dǎo)致儀器測(cè)量的頻率高于預(yù)期值,測(cè)量值之間的差異可能很大.

   為確保良好的信號(hào)完整性源,負(fù)載和傳輸線的阻抗應(yīng)匹配.為此,應(yīng)使用源或負(fù)載端接技術(shù).以下示例說明了使用50-Ω同軸電纜和各種終端選件的信號(hào)探測(cè).

   圖9顯示了用源極終端和1MΩ儀器終端捕獲的信號(hào)波形.在這個(gè)例子中,被測(cè)器件的輸出阻抗是25到30Ω,所以一個(gè)石英晶振20Ω電阻與輸出串聯(lián),以匹配50Ω電纜阻抗.在傳輸線上傳播的波反射來自儀器的高阻抗輸入.信號(hào)源終止會(huì)降低反射,但波形仍然包含過沖和下沖.不建議使用此方法,因?yàn)榉瓷潆y以消除.

   將被測(cè)信連接到晶振頻率計(jì)數(shù)器的首選方法如圖10所示.儀器輸入以50Ω端接確保了良好的信號(hào)完整性,并且1kΩ電阻將DUT與外部負(fù)載隔離開來.該探測(cè)方案具有21:1的衰減因子.

   有關(guān)探測(cè)技術(shù)的更多信息,請(qǐng)聯(lián)系億金技術(shù)人員提供應(yīng)用筆記探測(cè)晶體振蕩器輸出.