怎么测试有源晶振信号？

概述

Demo板上的有源晶振输出信号是25MHz或27MHz的方波。当示波器的测量带宽较低时，方波的很多高频谐波分量会被滤除，此时看起来会比较像正弦波。 根据傅立叶展开公式，方波是由一系列正弦分量叠加而成的，称为各次谐波，且完美的方波只有1、3、5、7... 奇次谐波，无偶次谐波。公式为：

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

从上式可知，级数越多，越接近方波；级数越少，越接近正弦波。

测量对比

为了更清楚直观地说明这种情况。下面以ZDS2022示波器和泰克DS4054（500MHz带宽）进行测试对比说明，被测信号为ZDS2022示波器Demo板上27MHz的有源晶振信号。

如图11.1、图11.2所示，在探头为X1档（带宽为10MHz），关闭带宽限制的条件下进行测试，由于测试带宽仅为10MHz，滤除大量高频谐波分量，测试的波形比较接近正弦波。而在探头为X10档，关闭带宽限制的条件下进行测试，测到的波形是比较接近方波的，如图11.3、图11.4所示。

图11.1 X1档、关闭带宽限制的ZDS2022测试结果

图11.3 X10档、关闭带宽限制的ZDS2022测试结果

图11.3 X10档、关闭带宽限制的ZDS2022测试结果

图11.4 X10档、关闭带宽限制的DS4054测试结果

注意事项

使用ZDS2022示波器测试晶振信号时，需要特别注意：

（1） 由于晶振信号对于电容负载比较敏感，所以在测试晶振输出信号时，需要把探头拨到X10衰减档位，以减小测试引入的负载效应。

（2） 晶振信号的输出边沿一般比较陡，即上升时间较短，其实质是晶振信号中包含了较多的高频分量，对于这类信号的测试，应该当作高频信号来对待，选择带宽较大的探头与示波器进行测量，以免失真。

（3） 测试中使用探头标配的接地弹簧代替接地鳄鱼夹就近接地，可有效提高信号保真度。

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审核编辑：汤梓红