如何用示波器测实时时钟信号和主时钟信号

如何用示波器测实时时钟信号和主时钟信号

使用示波器测量实时时钟信号（RTC）和主时钟信号（Main Clock Signal）的步骤如下：

1. 准备工作

·       选择合适的探头：使用高品质的示波器探头，通常10X衰减探头适合大部分情况。

·       校准探头：确保探头已经过正确的校准，以获得准确的测量结果。

2. 连接示波器

·       连接探头：将示波器探头的接地夹子连接到电路板的接地点，以确保良好的接地。然后将探针接触到实时时钟信号或主时钟信号的测量点。

3. 配置示波器

配置通道

·       选择通道：将探头连接到示波器的CH1或CH2通道，用于测量信号。

·       设置耦合模式：将通道设置为DC耦合，如果你需要测量信号的直流和交流成分。如果只关心交流成分，可以选择AC耦合。

·       垂直灵敏度（Volts/Div）：根据预期的信号幅度调节垂直灵敏度。例如，如果时钟信号的幅度为3.3V，可以将灵敏度设置为1V/Div或500mV/Div。

·       垂直偏移：调整垂直偏移，使信号在屏幕上居中显示。

配置时间基准

·       时间基准（Time/Div）：根据时钟信号频率调整时间基准。例如，对于1 MHz的时钟信号，设置为500ns/Div或200ns/Div，以便清晰显示几个周期。

设置触发

·       触发源：选择相应的通道作为触发源，例如CH1。

·       触发模式：选择边沿触发（Edge Trigger），通常选择上升沿（Rising Edge）。

·       触发电平：将触发电平设置在时钟信号的中间电平位置，比如如果时钟信号是3.3V峰值，将触发电平设置为1.65V。

4. 实际测量

·       观察波形：启动示波器并观察屏幕上的波形。确认波形是否稳定且清晰显示。

·       分析参数：

·       频率：观察时钟信号的频率是否符合设计要求。

·       占空比：检查时钟信号的高电平和低电平持续时间是否符合规范。

·       抖动：评估时钟信号的抖动情况，如果示波器支持，可以启用专门的抖动测量功能。

5. 测量实时时钟信号（RTC）

RTC通常运行在较低的频率，例如32.768kHz。测量过程与主时钟信号类似，但需要注意以下几点：

·       合适的时间基准：由于RTC的频率较低，选择较长的时间基准，例如50µs/Div或20µs/Div。

·       触发设置：同样选择边沿触发和适当的触发电平，确保能够稳定地捕捉到RTC信号的变化。

示例操作步骤

假设你要测量一个1MHz的主时钟信号和一个32.768kHz的实时时钟信号：

主时钟信号（1MHz）

1.     连接探头：将探头连接到主时钟信号测量点，并将接地夹子连接到电路地。

2.     配置通道：选择CH1，设置DC耦合，垂直灵敏度为1V/Div，垂直偏移调至中心位置。

3.     配置时间基准：设置时间基准为500ns/Div。

4.     设置触发：选择边沿触发，上升沿触发，触发电平设置为1.65V。

5.     观察波形：启动示波器并观察波形，确保波形稳定且频率为1MHz。

实时时钟信号（32.768kHz）

1.     连接探头：将探头连接到RTC信号测量点，并将接地夹子连接到电路地。

2.     配置通道：选择CH2（或者仍然使用CH1），设置DC耦合，垂直灵敏度为500mV/Div，垂直偏移调至中心位置。

3.     配置时间基准：设置时间基准为50µs/Div。

4.     设置触发：选择边沿触发，上升沿触发，触发电平设置为1.65V。

5.     观察波形：启动示波器并观察波形，确保波形稳定且频率为32.768kHz。

我们用普源精电DG900 Pro系列和DHO4000系列示波器来模拟实时时钟信号和主时钟信号的测试步骤：

1、在信号发生器上设置两个时钟信号，1通道设置1MHz正弦信号，2通道设置32.768KHz信号，幅度设置为2V。

图为普源精电DG922 Pro信号发生器

2、先将通道1通过BNC线连接到示波器上，在示波器上对通道进行配置，触发信源选择CH1，触发电平设置在波形中间即可，水平时基设置为500ns，垂直档位500mV，使正弦波能完整显示在屏幕上。

图为普源精电DHO4804数字示波器

3、点击Measure按键打开测量菜单，在水平选项卡中选择频率，得到主时钟信号频率参数。

图为普源精电DHO4804数字示波器

4、将32.768KHz实时时钟信号接入通道1，重复以上步骤测试。

图为普源精电DHO4804数字示波器

总结

通过以上步骤，你可以使用示波器有效地测量实时时钟信号和主时钟信号，确保它们符合设计规范并且稳定：

1.     准备工作：选择合适的探头并校准。

2.     连接示波器：正确连接探头到测量点和接地点。

3.     配置示波器：根据信号特点设置通道、时间基准和触发参数。

4.     实际测量：启动示波器，观察和分析波形，确保信号稳定。

通过这些方法，你可以精确测量和分析实时时钟信号和主时钟信号的特性。

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测量无小事，这是一个既简单又复杂的问题，不同的使用场景有不同的考量。

如果需测量测实时时钟信号和主时钟信号

1. 如果是一般学校做实验的话：

直接把示波器的探棒与晶振或者CLK信号引脚连接即可。如果探棒有10倍衰减的开关，最好打到10倍衰减的开关档位，这样可以减小对被测电路影响。你看到的波形可能是这样的（用带宽100M示波器测量100M的信号）

2. 进一步,如果对信号的形态有更高的要求,需要注意：

在带宽选择上，一般要求示波器的带宽是被测量信号频率的5倍。这是因为5次谐波已经足够可以反映一般时钟信号的波形形态了。你看到的波形可能是这样的（用带宽500M示波器测量100M的信号）

3.如果需要对上升和下降沿进行精确测量，由于上升和下降沿包含了更多的多次谐波，因此则需要对示波器的响应和带宽作进行进一步考虑。下图分别是用1G和2G的示波器来观察这个100M的信号。