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.并且每天不定時更新晶振新聞動態(tài),有關晶振編碼,晶振參數(shù),晶振技術的信息歡迎訪問億金官網(wǎng).下面所講到的是關于決定石英晶振頻率測量誤差的兩個主要因素.

晶振頻率測量誤差主要由兩個因素決定：

1. 時基準確性和穩(wěn)定性

2. 頻率計數(shù)器的時間間隔測量誤差相對于門限時間

選擇更高分辨率的頻率計數(shù)器并增加門控時間可提高測量精度,前提是使用精確的時基.億金工程建議使用至少100ms的門限時間和GPS紀律或銣時基.有關頻率計數(shù)器準確度和分辨率的詳細信息,請參閱儀器手冊.

使用數(shù)字示波器進行測量

示波器廣泛用于測量石英晶振,晶振時鐘信號的參數(shù).本節(jié)討論限制數(shù)字示波器在頻率測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)換器獲取時間上等間隔的一組讀數(shù)將模擬輸入信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號.為了測量晶振頻率,示波器使用通常為信號幅度的50％的閾值來檢測信號轉(zhuǎn)換的時間實例.示波器軟件使用兩點之間的插值.一點是在信號超過閾值之前,第二個點是超過閾值之后（見圖6）.測量信號超過閾值的時間實例的準確度取決于示波器的時間戳精度和量化噪聲.時間戳精度定義了t1和t2的誤差,量化噪聲定義了V1和V2的誤差.

單周期測量

許多示波器每個波形捕獲只能測量一個石英晶振晶體周期.這種測量的相對誤差相當高,并且隨著輸入信號頻率的增加而增加.信號固有存在的高頻周期抖動也會增加顯著的誤差.運行多個捕獲并對數(shù)據(jù)進行平均可將誤差降至某個儀器測量極限.但是,這很耗時,并且不能提供ppm級的準確度.

門限時間和時間基準限制

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

示波器時基的主要目標是低抖動,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.

探測信號

即使在多個時段內(nèi)進行平均,信號完整性也可能會影響頻率測量.如果發(fā)生上升/下降時間事件（圖7）,信號完整性問題導致信號超過測量閾值,則注冊的周期數(shù)可能會人為增加.這種現(xiàn)象通常被稱為雙觸發(fā).當發(fā)生雙重觸發(fā)時,測量的頻率高于實際的信號頻率.

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

   不正確的探測會影響石英晶振,貼片晶振信號完整性并可能導致雙重觸發(fā).這種情況會導致儀器測量的頻率高于預期值,測量值之間的差異可能很大.

   為確保良好的信號完整性源,負載和傳輸線的阻抗應匹配.為此,應使用源或負載端接技術.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探測.

   圖9顯示了用源極終端和1MΩ儀器終端捕獲的信號波形.在這個例子中,被測器件的輸出阻抗是25到30Ω,所以一個石英晶振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.信號源終止會降低反射,但波形仍然包含過沖和下沖.不建議使用此方法,因為反射難以消除.

   將被測信連接到晶振頻率計數(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完整性,并且1kΩ電阻將DUT與外部負載隔離開來.該探測方案具有21:1的衰減因子.

   有關探測技術的更多信息,請聯(lián)系億金技術人員提供應用筆記探測晶體振蕩器輸出.