示波器测试晶振

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2025-04-19  

晶振作为电子设备的核心时钟源,其性能直接影响系统稳定性与信号完整性。本文基于IEC60444-5及IEEE1193标准规范,阐述使用示波器测试晶振的关键参数指标,包括频率精度、输出幅度、波形失真度等技术要点,重点解析探头匹配、信号耦合及测量误差控制等专业操作要求。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

示波器对晶振的完整测试体系包含六大核心指标:

频率精度:测量输出信号与标称频率的偏差值(±ppm)

输出幅度:峰峰值电压(Vpp)及有效值电压(Vrms)

波形失真度:正弦波/方波的THD(总谐波失真)参数

占空比:方波信号高电平持续时间与周期的比值

启动时间:上电至稳定输出的时间特性(ms级测量)

相位噪声:短期频率稳定性的频域表征(dBc/Hz)

检测范围

本测试方案适用于以下晶振类型及工作场景:

分类维度具体类型
结构类型无源晶体(Crystal)、有源晶振(XO)
温度特性温补晶振(TCXO)、恒温晶振(OCXO)
频率范围1MHz-200MHz基频器件及倍频电路
应用领域通信设备时钟模块、工业控制PLC系统、医疗电子定时电路等

检测方法

标准测试流程包含以下关键步骤:

探头匹配校准

采用10:1高阻无源探头(≥10MΩ输入阻抗),通过示波器自校信号完成幅频特性补偿。探头接地环长度控制在3cm以内以降低分布电感影响。

信号耦合设置

选择AC耦合模式消除直流偏置干扰,设置20MHz带宽限制功能抑制高频噪声。对于CMOS输出晶振需启用50Ω终端匹配。

波形捕获优化

采用峰值检测模式捕捉瞬态异常信号,时基档位按(5-10)/f原则设置(f为标称频率)。垂直灵敏度调节至波形占据屏幕60%-80%区域。

参数测量实施

启用自动测量功能获取Vpp/Vrms值;通过FFT频谱分析计算THD;利用游标功能测量上升/下降时间;统计100个周期数据计算频率标准差。

误差修正处理

对探头衰减比进行软件补偿;根据环境温度修正频率测量值(适用TCXO/OCXO);采用移动平均算法消除随机抖动误差。

检测仪器

完整测试系统需配置以下设备组合:

数字存储示波器

带宽≥1GHz(满足Nyquist采样定理),存储深度≥10Mpts,支持ENOB>7bit的12位高精度模式。

差分探头系统

CMRR>60dB的主动差分探头组(25MHz/100MHz/500MHz多档可选),配套近地弹簧针附件。

射频信号发生器(用于抗干扰测试)、六位半数字万用表(直流偏置测量)、恒温试验箱(-40℃~+85℃温漂测试)。

配备Jitter Analysis套件及SPICE仿真模块的专业分析软件,支持S参数导入及眼图生成功能。

所有设备均需通过CNAS校准认证并在有效期内使用。测试环境应满足GB/T 2423标准规定的电磁兼容要求。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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