示波器測試時鐘頻率不對,怪我喽
采樣率、存儲深度怎樣關聯起來
Author:卧龍會 關羽兄弟
|| 前言一不留神,猛然發現其實今天也是暴雨過境。晚上正好有點時間,回想起審核報告中發現一同事測試時鐘頻率不對這麼明顯的問題,居然自己沒有發現,發現了一臉茫然拉着我過去說是我測試沒有問題啊!
吧啦,吧啦一堆測試點靠近接收端,接地使用彈簧就近接地,但是測試出來就是頻率不對。顯得很無辜,貌似我冤枉了他的樣子。
這尼瑪測試測試的是RGMII TX CLK,按道理是125MHZ,怎麼頻率也不對了波形也不對了,我印象中RGMII TX CLK應該是這樣子的。
當然如果設備給力,按道理這個RGMII TX CLK應該是這樣的。
哎,到底是做了啥事情,帶出這樣的人。一個時鐘也能測試出這個鬼樣子,真的是不知道說啥了。看着那雙無辜的表情,和強顔裝出的上進心求知欲,實在是不好說。原創今日頭條:卧龍會IT技術
年輕人,說多了,會提桶跑路的,到時候還得我來幹。
帶寬,采樣率,存儲深度
帶寬就不多說,隻要是電子狗對此都深有領悟。大多數時候可以以此給自己個台階,為什麼不測試,示波器帶寬不夠;為什麼測試出波形不對,示波器帶寬不夠… …
簡單用不嚴謹的話定義示波器帶寬,就是用一固定電平正弦掃頻信号輸入到示波器,示波器測量信号電平衰減-3dB對應的頻率點即為示波器帶寬。實際定義比這個稍微複雜點。
采樣率即每秒鐘采集的點數目,存儲深度也即簡單理解為存儲采集點的空間。當然以上都為關羽兄弟口頭定義,如果比較較真建議多看示波器手冊相關指标定義。簡單來說夠電子狗用了。
能夠測試出一個信号且保真度在可接受範圍内,對于采樣率是有要求的,奈奎斯特定理就行。當然示波器内部還有一些插值之類用于處理實際波形,否則就是光秃秃的點(當然力科示波器确實可以設置成這種模式)
那這些和我們測試出一個搞笑的頻率有啥關系了,确實有直接關系。
存儲深度(當前)=采樣率(當前)*Time/div*10
時間一定,如果存儲深度小了,采樣率就跟着降低了,低于一定程度,我們的波形頻率就不對了。
當然你可能認為這隻是一個猜想,我隻信事實。其實我也是這樣的,畢竟示波器這玩意不是你我做的,奈奎斯特你我都沒有見過。
RGMII TXC時鐘頻率為125M,時鐘周期為8ns。
1,存儲深度設置為20M
這個采樣率測試這個信号信号足夠了
2,存儲深度設置為1000
我們測試需要的采樣率最小為250M/s,但是我們實際使用的采樣率為100M/s,這就意味着一個周期8ns一個點都采集不到。這就尴尬了!
3,存儲深度設置為10M
4,不同存儲深度、相同Time/div
那我測試的時候存儲深度應該設置多少合适了,建議盡可能設置為最大,當然部分示波器存儲深度設置不了,部分示波器存儲深度貌似有AUTO模式供選擇。
還有一點就是測試時候時刻關注采樣率變換,記得奈奎斯特的好,但是實際測試中這個2倍還是有點弱了。但是不要連兩倍都保證不了,那就不靠譜了。
有時候我對這個東西是這樣理解的,2點連成一條線,那上升沿下降沿保證有3個點,這個上升沿、下降沿就靠譜了。
例如下圖,上升時間為1.361ns,假如保證上升沿上有3個采樣點,那采樣點間隔就是1.361ns/3為0.453ns,同樣計算出采樣率為2.2G/s,當我們測試時候示波器采樣率達到這個采樣率基本邊沿時間、頻率、脈寬等基本完全有保證了。
當然這個前提是帶寬和探頭不能太拉胯,如果電平相差太遠了,即使采樣率高也沒有用。不過一般采樣率高的示波器帶寬也不會低(不過RIGOL MSO5000系列是個關羽兄弟知道的例外)
很多小夥伴好奇,可能問,那個兄弟是怎樣測試出來25M的。看波形time/div不大40ns,采樣率是2.5G/s,按照現在分析這個采樣率不可能測試出25M的,如果測試出來。說明你以上分析都是瞎扯,自己的毛攻破了自己的盾。
我隻能說這些兄台們眼光毒辣,看得仔細,除了看文字連圖裡的細節都看到并且深思了。這就讓我有點不好意思說所謂的root cause了。
因為有部分人有一個非常不好的習慣,他測試時鐘信号,喜歡把time/div調整到很大,就是波形細節都看不到了,然後按暫停,再不斷調整time/div到合适檔位,這樣這樣就不理解存儲深度和采樣率再不看細節就挂了吧!
這位兄弟可能是眼圖測試多了,不過上萬個UI然後打開眼圖生成選件生成眼圖,查看相關參數。但是你能否看下你測試時候那個示波器存儲深度是多大?當時設置的是多大?
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原創:卧龍會 關羽兄弟
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