提供冗余备份和增强时钟驱动能力的时钟板卡的制作方法

本发明涉及数字存储示波器的时钟板卡设计领域，特别是指提供冗余备份和增强时钟驱动能力的时钟板卡。

背景技术：

1、示波器作为一种用来测量交流电或脉冲电流波的形状的仪器，由电子管放大器、扫描振荡器、阴极射线管等组成。利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等；凡可以变为电效应的周期性物理过程都可以用示波器进行观测；检测电路的信号波形，帮助分析电路故障。

2、其用于通用信号的调试、信号的高级分析、超宽带信号的调制域分析，在示波器显示不准确的情况下，其对信号的调试、分析误差大，严重影响测试结果及电路故障分析。因此示波器的持续、稳定、准确运行是应用的基础。

3、示波器时钟抖动可通过外部参考时钟进行测量：通过连接一个稳定的外部参考时钟源到示波器，以参考时钟作为基准，通过测量示波器内部时钟与参考时钟之间的差异来评估时钟抖动。但其需要一个高精度的外部时钟源，并且要求示波器具备外部时钟输入接口。

4、在高速数字存储示波器的应用中，稳定和准确的时钟信号更是至关重要的，时钟信号是芯片内部各种逻辑电路进行同步操作的基础。芯片内部的各个电路都是通过时钟信号进行触发，完成各种计算、处理和通信操作。时钟信号的稳定性和精度直接影响到芯片整体的工作稳定性和性能指标，它们直接影响到设备的测量精度和数据采集的可靠性。传统的示波器设计大多采用自身板卡所提供的时钟，但这样的设计在高频率或高精度测量环境中容易受到模拟信号的干扰。这种干扰可以导致信号掉链，从而引发采集数据不稳定、失真或其他不可预知的问题。

5、任何由于温度、电源波动或其他外部因素导致的微小时钟偏移或抖动，都可能对测量结果产生巨大的影响。

6、1.测量精度：时钟抖动会导致示波器的测量结果产生误差，尤其是对于高频信号的测量更为明显；

7、2.信号还原：时钟抖动会影响示波器对信号的还原，使得波形显示不准确，从而影响对信号特性的分析和判断；

8、3.时域分析：时钟抖动也会影响示波器的时域分析能力，使得对信号的频率、周期等参数的测量不准确。

9、为了满足现代高速数据传输和处理的需求，对时钟信号的稳定性和质量都提出了更高的要求。此外，在高速数字设备中，特备是在示波器这种精密测量设备中，时钟源的冗余和备份机制也非常重要，以确保在主时钟源失效时设备可以继续正常工作。

10、因此，为了应对这些技术挑战，需要一种新的时钟板卡设计，可以隔离干扰，提供稳定、高质量的时钟信号，并具备由冗余备份机制，以确保示波器的持续、稳定和准确运行。

11、亟待出现一种可解决上述问题的新型的时钟板卡。

技术实现思路

1、本发明提出提供冗余备份和增强时钟驱动能力的时钟板卡，解决了现有技术中示波器由于模拟信号、温度、电源波动等引起的时钟偏移、抖动的问题。

2、本发明的技术方案是这样实现的：提供冗余备份和增强时钟驱动能力的时钟板卡，连接电路系统；包括时钟分配芯片、主时钟芯片、备份时钟芯片，所述时钟分配芯片分别连接主时钟芯片和备份时钟芯片，所述主时钟芯片muxout输出端连接备份时钟芯片输入端；

3、在主时钟芯片正常工作的时候，muxout输出一个低电平信号给备份时钟芯片，使备份时钟芯片不工作；当主时钟芯片停止工作后，muxout不输出低电平拉低使能信号，备份时钟芯片使能自动被拉高，恢复时钟供给。

4、进一步地，还包括一个用于分配5g信号输出的驱动芯片。

5、进一步地，所述主时钟芯片和备份时钟芯片分别设置有100mhz的恒温晶体振荡器，所述恒温晶体振荡器包括恒温槽控制电路和振荡器电路。

6、进一步地，本发明还包括用于提供外部时钟的输出接口。

7、优选地，所述时钟分配芯片为adclk954芯片；所述主时钟芯片为lmx2595；备份时钟芯片为adf4372；驱动芯片为ltc6955。

8、本发明公开的提供冗余备份和增强时钟驱动能力的时钟板卡，通过独立的板卡设计，避免因模拟信号而对时钟信号造成的影响，显著提高输入信号的稳定性，减少采集信号的失真；本发明使用adf4372芯片实现冗余与备份；通过ltc6955芯片分配5g信号输出，增强驱动能力和提供隔离大大提高时钟板卡的稳定性和可靠性，满足高速数字存储示波器在高精度测量和分析时的严格需求；本发明具有外部参考时钟输入能力，实现对多个模块的时钟分配。

技术特征：

1.提供冗余备份和增强时钟驱动能力的时钟板卡，连接电路系统；包括时钟分配芯片、主时钟芯片、备份时钟芯片，所述时钟分配芯片分别连接主时钟芯片和备份时钟芯片，其特征在于：所述主时钟芯片muxout输出端连接备份时钟芯片输入端；

2.根据权利要求1所述的提供冗余备份和增强时钟驱动能力的时钟板卡，其特征在于：还包括一个用于分配5g信号输出的驱动芯片。

3.根据权利要求2所述的提供冗余备份和增强时钟驱动能力的时钟板卡，其特征在于：所述主时钟芯片和备份时钟芯片分别设置有100mhz的恒温晶体振荡器，所述恒温晶体振荡器包括恒温槽控制电路和振荡器电路。

4.根据权利要求3所述的提供冗余备份和增强时钟驱动能力的时钟板卡，其特征在于：还包括用于提供外部时钟的输出接口。

5.根据权利要求4所述的提供冗余备份和增强时钟驱动能力的时钟板卡，其特征在于：所述时钟分配芯片为adclk954芯片；所述主时钟芯片为lmx2595；备份时钟芯片为adf4372；驱动芯片为ltc6955。

技术总结
本发明涉及数字存储示波器的时钟板卡设计领域，是指提供冗余备份和增强时钟驱动能力的时钟板卡。解决了现有技术中示波器由于模拟信号、温度、电源波动等引起的时钟偏移、抖动的问题。本发明连接电路系统；包括时钟分配芯片、主时钟芯片、备份时钟芯片，所述时钟分配芯片分别连接主时钟芯片和备份时钟芯片，所述主时钟芯片Muxout输出端连接备份时钟芯片输入端。本发明通过独立的板卡设计，避免因模拟信号而对时钟信号造成的影响，显著提高输入信号的稳定性，减少采集信号的失真；本发明使用ADF4372芯片实现冗余与备份。

技术研发人员：王新竹,范余州,王雅晴
受保护的技术使用者：成都玖锦科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17