CN210742385U - 一种晶振频率测量系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了晶振频率测量领域的一种晶振频率测量系统，包括一晶振电路、一探头以及一频率计；所述探头的一端与晶振电路连接，另一端与所述频率计连接；所述频率计与晶振电路连接；所述探头包括一电容组C3X以及一等效电阻R3；所述电容组C3X与等效电阻R3并联；所述等效电阻R3的一端与晶振电路连接，另一端与所述频率计连接。本实用新型的优点在于：减少了寄生电容对晶振频率测量所产生的影响，进而提高了晶振频率的测量精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及晶振频率测量领域，特别指一种晶振频率测量系统。
背景技术
石英晶体振荡器(晶振)是高精度和高稳定度的振荡器，被广泛应用于彩电、计算机、遥控器等各类振荡电路中，以及通信系统中用于频率发生器、为数据处理设备产生时钟信号和为特定系统提供基准信号。因此，晶振频率测量是验证主板的电气可靠性的重要环节。
针对晶振频率的测量通常采用频率计，原理是频率计通过探头采集晶振的电压波形后，在频率计内对电压波形进行分析进而达到对晶振频率测量的目的。然而，传统的频率计由于存在寄生电容，导致通过频率计测量晶振频率时将寄生电容附加在晶振上，从而改变了电路的工作状态，造成晶振频率的测量结果产生偏差，甚至引起电路工作异常。
因此，如何提供一种晶振频率测量系统，减少寄生电容对晶振频率测量所产生的影响，进而提高晶振频率的测量精度，成为一个亟待解决的问题。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种晶振频率测量系统，实现提高晶振频率的测量精度。
本实用新型是这样实现的：一种晶振频率测量系统，包括一晶振电路、一探头以及一频率计；所述探头的一端与晶振电路连接，另一端与所述频率计连接；所述频率计与晶振电路连接；
所述探头包括一电容组C3X以及一等效电阻R3；所述电容组C3X与等效电阻R3并联；所述等效电阻R3的一端与晶振电路连接，另一端与所述频率计连接。
进一步地，所述电容组C3X的容量范围为0.5pF至1pF。
进一步地，所述电容组C3X由一个以上的电容串联组成。
进一步地，所述电容组C3X通过特性阻抗为50-75Ω的同轴线缆与等效电阻R3并联。
进一步地，所述频率计包括一等效寄生电容C4以及一等效电阻R4；所述等效寄生电容C4与等效电阻R4并联；所述等效电阻R4的一端与探头连接，另一端与所述晶振电路连接。
进一步地，所述晶振电路包括一晶振X1、一电容C1、一电容C2、一电阻R1、一反馈电阻Rf以及一非门F1；
所述非门F1与反馈电阻Rf并联后，一端与所述电容C2以及晶振X1连接，另一端与所述电阻R1连接；所述晶振X1分别与电阻R1、电容C1以及探头连接；所述电容C1与频率计连接并接地；所述电容C2接地。
本实用新型的优点在于：通过在所述探头的等效电阻R3上利用特性阻抗为50-75Ω的同轴线缆并联一个容量为0.5-1pF的电容组C3X，即所述电容组C3X与等效寄生电容C4串联，使得串联后的等效电容值小于等效寄生电容C4的电容值，进而使得所述频率计工作在并联谐振模式下时减小对电容C1的影响，提高晶振频率的测量精度。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。
图1是本实用新型一种晶振频率测量系统的电路图。
具体实施方式
请参照图1所示，本实用新型一种晶振频率测量系统的较佳实施例，包括一晶振电路、一探头以及一频率计；所述探头的一端与晶振电路连接，另一端与所述频率计连接；所述频率计与晶振电路连接；
所述探头包括一电容组C3X以及一等效电阻R3；所述电容组C3X与等效电阻R3并联；所述等效电阻R3的一端与晶振电路连接，另一端与所述频率计连接。通过在所述探头的等效电阻R3上利用特性阻抗为50-75Ω的同轴线缆并联一个容量为0.5-1pF的电容组C3X，即所述电容组C3X与等效寄生电容C4串联，使得串联后的等效电容值小于等效寄生电容C4的电容值，进而使得所述频率计工作在并联谐振模式下时减小对电容C1的影响，提高晶振频率的测量精度。
所述电容组C3X的容量范围为0.5pF至1pF。由于电路中所述电容组C3X与等效寄生电容C4是串联的，所以所述电容组C3X的电容值越小，串联后的整体电容值也越小，对所述电容C1的影响就越小。但是，对于高频信号而言，输入至频率计的电压U4＝C3X/(C3X+C4)U1,其中U1表示所述电容C1两端的电压，当所述电容组C3X的电容值减小时，U4也会减小，如果U4减小到所述频率计的触发电平之下时，所述频率计将无法被稳定触发完成晶振X1的频率测量。因此，所述电容组C3X的电容值并不是越小越好，优选为0.5-1pF。
所述电容组C3X由一个以上的电容串联组成。例如，电容组C3X可以由一个电容C31组成；电容组C3X还可以由两个电容C32、电容C33串联组成。在其他实施例中，电容组C3X还可以由两个以上的电容串联组成，只要电容组C3X总的容量范围在0.5pF至1pF之间即可。
所述电容组C3X通过特性阻抗为50-75Ω的同轴线缆与等效电阻R3并联。同轴线缆具有传递高频率电流时信号强度不损失的优点，如果使用一般电线传输高频率电流，这种电线就会相当于一根向外发射无线电的天线，这种效应损耗了信号的功率，使得接收到的信号强度减小。
所述频率计包括一等效寄生电容C4以及一等效电阻R4；所述等效寄生电容C4与等效电阻R4并联；所述等效电阻R4的一端与探头连接，另一端与所述晶振电路连接。寄生电容一般是指电感，电阻，芯片引脚等在高频情况下表现出来的电容特性。实际上，一个电阻等效于一个电容，一个电感，和一个电阻的串联，在低频情况下表现不是很明显，而在高频情况下，等效值会增大，不能忽略。
所述晶振电路包括一晶振X1、一电容C1、一电容C2、一电阻R1、一反馈电阻Rf以及一非门F1；所述非门F1又称非电路、反相器、倒相器、逻辑否定电路，是逻辑电路的基本单元，用于将输入的电量相移180°后输出。
所述非门F1与反馈电阻Rf并联后，一端与所述电容C2以及晶振X1连接，另一端与所述电阻R1连接；所述晶振X1分别与电阻R1、电容C1以及探头连接；所述电容C1与频率计连接并接地；所述电容C2接地。
本实用新型工作原理：
所述非门F1给晶振X1提供驱动能量，所述探头的一端与晶振X1连接，另一端与所述频率计连接，所述频率计与电容C1连接，即所述探头与频率计组成的测量设备加载在电容C1的两端，通过采集所述晶振X1的电压波形进而完成晶振X1的频率测量。
当所述晶振电路工作在并联谐振模式时，所述晶振X1表现为感性，并联谐振模式下晶振X1的工作频率由晶振X1的负载电容决定。
由上述公式可知，所述电容C1的电容值直接影响晶振X1的工作频率，当测量所述晶振X1的工作频率时，若所述探头未加电容组C3X，则所述电容C1的等效电容值C1'＝C1+C4；所述探头加电容组C3X后，所述电容C1的等效电容值C1”＝C1+C3X*C4/(C3X+C4)；由上式可知C1”＜C1',即所述探头加电容组C3X后减少了等效寄生电容C4对晶振X1的频率测量所产生的影响，提高了所述晶振X1的频率测量精度。
综上所述，本实用新型的优点在于：通过在所述探头的等效电阻R3上利用特性阻抗为50-75Ω的同轴线缆并联一个容量为0.5-1pF的电容组C3X，即所述电容组C3X与等效寄生电容C4串联，使得串联后的等效电容值小于等效寄生电容C4的电容值，进而使得所述频率计工作在并联谐振模式下时减小对电容C1的影响，提高晶振频率的测量精度。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。
Claims (6)
1.一种晶振频率测量系统，其特征在于：包括一晶振电路、一探头以及一频率计；所述探头的一端与晶振电路连接，另一端与所述频率计连接；所述频率计与晶振电路连接；
所述探头包括一电容组C3X以及一等效电阻R3；所述电容组C3X与等效电阻R3并联；所述等效电阻R3的一端与晶振电路连接，另一端与所述频率计连接。
2.如权利要求1所述的一种晶振频率测量系统，其特征在于：所述电容组C3X的容量范围为0.5pF至1pF。
3.如权利要求1所述的一种晶振频率测量系统，其特征在于：所述电容组C3X由一个以上的电容串联组成。
4.如权利要求1所述的一种晶振频率测量系统，其特征在于：所述电容组C3X通过特性阻抗为50-75Ω的同轴线缆与等效电阻R3并联。
5.如权利要求1所述的一种晶振频率测量系统，其特征在于：所述频率计包括一等效寄生电容C4以及一等效电阻R4；所述等效寄生电容C4与等效电阻R4并联；所述等效电阻R4的一端与探头连接，另一端与所述晶振电路连接。
6.如权利要求1所述的一种晶振频率测量系统，其特征在于：所述晶振电路包括一晶振X1、一电容C1、一电容C2、一电阻R1、一反馈电阻Rf以及一非门F1；
所述非门F1与反馈电阻Rf并联后，一端与所述电容C2以及晶振X1连接，另一端与所述电阻R1连接；所述晶振X1分别与电阻R1、电容C1以及探头连接；所述电容C1与频率计连接并接地；所述电容C2接地。
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