用信号的知识，分析晶振输出异常

电子设计联盟

今天跟大家分享一个非常有意思的案例，是用信号与滤波的知识，分析一个晶振输出异常的问题。
起因是，旁边项目组在研发一套128通道的阵列式高密度同步检测系统。方案论证完成后，第一次打板回来发现通讯接口异常，后来定位是晶振输出不对。
" b* o; M0 i9 l' x0 ]- `% p咱们先看下晶振输出的波形，下图就是晶振输出的波形，理论上晶振输出应该是2MHz的方波。但是实际测量发现晶振输出是三角波，而且叠加了一个直流信号。
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图1 晶振输出直流档
# e5 E1 n( ~" P* Z0 h把示波器打到交流档，看的会更清晰一些。原本是方波的晶振，为什么现在变成了三角波呢？
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图2 晶振输出交流档
咱们仔细看图1和图2，方波为什么变成了三角波，那是因为方波被低通滤波后会变成光滑的三角波，滤的狠一点，就会变成类三角波。
5 k" U. I( g$ w; C因此我猜测，很可能晶振后面有低通滤波电路存在，把方波滤成了三角波。
3 y5 @- V! J3 {2 Y# i8 R检查了下他们的图纸，在晶振的输出串联了一个0欧姆电阻。我测量了板子上的电阻阻值，竟然是10KΩ！
那么很可能就是这个10kΩ的电阻和寄生电容构成了一个低通滤波电路，把2MHz的时钟滤成了2MHz的三角波。

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图3 原理图
我把板子上的电阻换成0欧姆电阻后，再次测量时钟波形如下，是非常漂亮的方波。
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图4 正确2MHz时钟
) M/ d/ w! e) F2 }9 M6 I- j$ [下面建立仿真文件，再从理论上验证猜测的准确性。
电阻是10kΩ，假设寄生电容是40pF，那么滤波结果如下图所示，红色是理想的2MHz，蓝色是滤波后的2MHz，蓝色波形与图1的波形非常接近，这证明了我们的猜测是正确的。

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图5 理论仿真闭环
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                                                                                        振铃时域波形的振荡频率为啥不是谐振频率689MHz呢？
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清水杯

博主怎么判断的这么准？就确定是0Ω电阻焊错了？寄生电容这个参数好难把握