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波形为什么杂乱无章?SPI为什么可观不可测?

4月前浏览910
最近培训时,有学员做了一个可编程信号源,遇到了三个很有意思的现象,记录分享给大家。

第一个现象是,可编程信号源本来应该输出锯齿波,但是实测却是杂乱无章,见下图。

从上图中看,很像数据乱码,很可能是数字电路或软件逻辑的问题,因此就让学员就用示波器挂SPI接口看了下SPI波形。

第二个现象是学员发现,一旦SPI接口连接了示波器探头,信号源波形就正常了,正常波形见下图。

第三个现象是,一旦用手摸下图SPI的SCK时钟线(红色线为SCK),信号也会变得正常。

锁定是SPI的CLK时钟信号线引起的。

结合上面的现象:用示波器测试SCK信号线时正常、用手摸SCK信号线时也正常,大概率是两种操作引入了容性负载。

考虑到杜邦线很长,而且杜邦线质量未知,信号乱码很可能是信号完整性方面出了问题(SPI速率2.4MHz),而加入容性负载后,会滤除掉一些振铃,吸收高频噪声,使得信号平缓。

整改思路有下面3个:

1 降低SPI速率。我们评估降低速率会影响系统功能,此条方案不通过。

2 串联电阻调理波形杜邦线和板子上没有位置,而且手边没有合适电阻,此条方案不通过。

3 sck信号线和地之间增加pF电容。最终选择此整改方案。

在SCK和地之间增加51pF电容后,波形如下,输出正常,非常可以。

最终方案:在制作PCB时,在SPI接口预留RC位置,方便调理信号。而且,PCB走线可控,环境更理想,大概率不需要使用RC。

来源:工程师看海
电路信号完整性
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2026-04-27
最近编辑:4月前
工程师看海
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