示波器测信号采样率(用示波器测125M信号)

示波器测试时钟频率不对,怪我喽

采样率、存储深度怎样关联起来

Author:卧龙会 关羽兄弟

|| 前言

一不留神,猛然发现其实今天也是暴雨过境。晚上正好有点时间,回想起审核报告中发现一同事测试时钟频率不对这么明显的问题,居然自己没有发现,发现了一脸茫然拉着我过去说是我测试没有问题啊!

吧啦,吧啦一堆测试点靠近接收端,接地使用弹簧就近接地,但是测试出来就是频率不对。显得很无辜,貌似我冤枉了他的样子。

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这尼玛测试测试的是RGMII TX CLK,按道理是125MHZ,怎么频率也不对了波形也不对了,我印象中RGMII TX CLK应该是这样子的。

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当然如果设备给力,按道理这个RGMII TX CLK应该是这样的。

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哎,到底是做了啥事情,带出这样的人。一个时钟也能测试出这个鬼样子,真的是不知道说啥了。看着那双无辜的表情,和强颜装出的上进心求知欲,实在是不好说。原创今日头条:卧龙会IT技术

年轻人,说多了,会提桶跑路的,到时候还得我来干。

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|| 正文示波器核心指标

带宽,采样率,存储深度

带宽就不多说,只要是电子狗对此都深有领悟。大多数时候可以以此给自己个台阶,为什么不测试,示波器带宽不够;为什么测试出波形不对,示波器带宽不够… …

简单用不严谨的话定义示波器带宽,就是用一固定电平正弦扫频信号输入到示波器,示波器测量信号电平衰减-3dB对应的频率点即为示波器带宽。实际定义比这个稍微复杂点。

采样率即每秒钟采集的点数目,存储深度也即简单理解为存储采集点的空间。当然以上都为关羽兄弟口头定义,如果比较较真建议多看示波器手册相关指标定义。简单来说够电子狗用了。

能够测试出一个信号且保真度在可接受范围内,对于采样率是有要求的,奈奎斯特定理就行。当然示波器内部还有一些插值之类用于处理实际波形,否则就是光秃秃的点(当然力科示波器确实可以设置成这种模式)

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那这些和我们测试出一个搞笑的频率有啥关系了,确实有直接关系。

存储深度(当前)=采样率(当前)*Time/div*10

时间一定,如果存储深度小了,采样率就跟着降低了,低于一定程度,我们的波形频率就不对了。

当然你可能认为这只是一个猜想,我只信事实。其实我也是这样的,毕竟示波器这玩意不是你我做的,奈奎斯特你我都没有见过。

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存储深度设置调整

RGMII TXC时钟频率为125M,时钟周期为8ns。

1,存储深度设置为20M

这个采样率测试这个信号信号足够了

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2,存储深度设置为1000

我们测试需要的采样率最小为250M/s,但是我们实际使用的采样率为100M/s,这就意味着一个周期8ns一个点都采集不到。这就尴尬了!

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3,存储深度设置为10M

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4,不同存储深度、相同Time/div

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|| 总结

那我测试的时候存储深度应该设置多少合适了,建议尽可能设置为最大,当然部分示波器存储深度设置不了,部分示波器存储深度貌似有AUTO模式供选择。

还有一点就是测试时候时刻关注采样率变换,记得奈奎斯特的好,但是实际测试中这个2倍还是有点弱了。但是不要连两倍都保证不了,那就不靠谱了。

有时候我对这个东西是这样理解的,2点连成一条线,那上升沿下降沿保证有3个点,这个上升沿、下降沿就靠谱了。

例如下图,上升时间为1.361ns,假如保证上升沿上有3个采样点,那采样点间隔就是1.361ns/3为0.453ns,同样计算出采样率为2.2G/s,当我们测试时候示波器采样率达到这个采样率基本边沿时间、频率、脉宽等基本完全有保证了。

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当然这个前提是带宽和探头不能太拉胯,如果电平相差太远了,即使采样率高也没有用。不过一般采样率高的示波器带宽也不会低(不过RIGOL MSO5000系列是个关羽兄弟知道的例外)

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很多小伙伴好奇,可能问,那个兄弟是怎样测试出来25M的。看波形time/div不大40ns,采样率是2.5G/s,按照现在分析这个采样率不可能测试出25M的,如果测试出来。说明你以上分析都是瞎扯,自己的毛攻破了自己的盾。

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我只能说这些兄台们眼光毒辣,看得仔细,除了看文字连图里的细节都看到并且深思了。这就让我有点不好意思说所谓的root cause了。

因为有部分人有一个非常不好的习惯,他测试时钟信号,喜欢把time/div调整到很大,就是波形细节都看不到了,然后按暂停,再不断调整time/div到合适档位,这样这样就不理解存储深度和采样率再不看细节就挂了吧!

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这位兄弟可能是眼图测试多了,不过上万个UI然后打开眼图生成选件生成眼图,查看相关参数。但是你能否看下你测试时候那个示波器存储深度是多大?当时设置的是多大?

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原创:卧龙会 关羽兄弟

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