發表於 2018-01-13 10:54:48
晶振是晶體振蕩器的簡稱。晶體振蕩器是指從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片（簡稱為晶片），石英晶體諧振器，簡稱為石英晶體或晶體、晶振；而在封裝內部添加IC組成振蕩電路的晶體元件稱為晶體振蕩器。其產品一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。
晶振在應用具體起到的作用，微控制器的時鐘源可以分為兩類：基於機械諧振器件的時鐘源，如晶振、陶瓷諧振槽路；RC（電阻、電容）振蕩器。一種是皮爾斯振蕩器配置，適用於晶振和陶瓷諧振槽路。另一種為簡單的分立RC振蕩器。基於晶振與陶瓷諧振槽路的振蕩器通常能提供非常高的初始精度和較低的溫度係數。RC振蕩器能夠快速啟動，成本也比較低，但通常在整個溫度和工作電源電壓範圍內精度較差，會在標稱輸出頻率的5%至50%範圍內變化。但其性能受環境條件和電路元件選擇的影響。需認真對待振蕩器電路的元件選擇和線路板布局。在使用時，陶瓷諧振槽路和相應的負載電容必須根據特定的邏輯系列進行優化。具有高Q值的晶振對放大器的選擇並不敏感，但在過驅動時很容易產生頻率漂移（甚至可能損壞）。影響振蕩器工作的環境因素有：電磁幹擾（EMI）、機械震動與衝擊、溼度和溫度。這些因素會增大輸出頻率的變化，增加不穩定性，並且在有些情況下，還會造成振蕩器停振。上述大部分問題都可以通過使用振蕩器模塊避免。這些模塊自帶振蕩器、提供低阻方波輸出，並且能夠在一定條件下保證運行。最常用的兩種類型是晶振模塊和集成RC振蕩器（矽振蕩器）。晶振模塊提供與分立晶振相同的精度。矽振蕩器的精度要比分立RC振蕩器高，多數情況下能夠提供與陶瓷諧振槽路相當的精度。
選擇振蕩器時還需要考慮功耗。分立振蕩器的功耗主要由反饋放大器的電源電流以及電路內部的電容值所決定。CMOS放大器功耗與工作頻率成正比，可以表示為功率耗散電容值。比如，HC04反相器門電路的功率耗散電容值是90pF。在4MHz、5V電源下工作時，相當於1.8mA的電源電流。再加上20pF的晶振負載電容，整個電源電流為2.2mA。陶瓷諧振槽路一般具有較大的負載電容，相應地也需要更多的電流。相比之下，晶振模塊一般需要電源電流為10mA ~60mA。矽振蕩器的電源電流取決於其類型與功能，範圍可以從低頻（固定）器件的幾個微安到可編程器件的幾個毫安。一種低功率的矽振蕩器，如MAX7375，工作在4MHz時只需不到2mA的電流。在特定的應用場合優化時鐘源需要綜合考慮以下一些因素：精度、成本、功耗以及環境需求。
1．通用晶體振蕩器，用於各種電路中，產生振蕩頻率。
2．時鐘脈衝用石英晶體諧振器，與其它元件配合產生標準脈衝信號，廣泛用於數字電路中。
3．微處理器用石英晶體諧振器。
4．CTVVTR用石英晶體諧振器。
5．鐘錶用石英晶體振蕩器。
1、小型化、薄片化和片式化：為滿足行動電話為代表的可攜式產品輕、薄、短小的要求，石英晶體振蕩器的封裝由傳統的裸金屬外殼覆塑料金屬向陶瓷封裝轉變。例如TCXO這類器件的體積縮小了30～100倍。採用SMD封裝的TCXO厚度不足2mm，目 前 5×3mm尺寸的器件已經上市。
2、高精度與高穩定度，無補償式晶體振蕩器總精度也能達到±25ppm，VCXO的頻率穩定度在10～7℃範圍內一般可達±20～100ppm，而OCXO在同一溫度範圍內頻率穩定度一般為±0.0001～5ppm，VCXO控制在±25ppm以下。
3、低噪聲，高頻化，在GPS通信系統中是不允許頻率顫抖的，相位噪聲是表徵振蕩器頻率顫抖的一個重要參數。OCXO主流產品的相位噪聲性能有很大改善。除VCXO外，其它類型的晶體振蕩器最高輸出頻率不超過200MHz。例如用於GSM等行動電話的UCV4系列壓控振蕩器，其頻率為650～1700MHz，電源電壓2.2～3.3V，工作電流8～10mA。
4、低功耗，快速啟動，低電壓工作，低電平驅動和低電流消耗已成為一個趨勢。電源電壓一般為3.3V。許多TCXO和VCXO產品，電流損耗不超過2mA。石英晶體振蕩器的快速啟動技術也取得突破性進展。例如日本精工生產的VG—2320SC型VCXO，在±0.1ppm規定值範圍條件下，頻率穩定時間小於4ms。日本東京陶瓷公司生產的SMDTCXO，在振蕩啟動4ms後則可達到額定值的90%。OAK公司的10～25MHz的OCXO產品，在預熱5分鐘後，則能達到±0.01ppm的穩定度。
1、先打開萬用表，把萬用表旋鈕箭頭旋到直流電壓20檔位，紅表筆插到電壓孔，黑表筆插到接地孔。
2、然後準備好待測試的板子，找到晶振的位置，並找到晶振使用的兩個腳，我用黑線標好的。
3、測試點1：把黑表筆接地，紅表筆接到晶振的一個引腳上，測得電壓為2.02伏。
4.測試點2：把黑表筆接地，紅表筆接到晶振的另一個引腳上，測得電壓為2.18伏。
5.分析：由於單片機供電是5伏，所以測試電壓正常應當是2伏多點，但這兩個電壓不應當相等或差0.01－0.04伏，現在測試的是好晶振，相差電壓是0.16伏。
6.如果是壞晶振就有三種結果，1.其中一個腳或兩個腳電壓為0伏左右，2.其中一個腳或兩個腳電壓為5.0伏左右，3.兩個腳電壓為2.0伏左右，但兩腳相差很小。
7.如果出現上面三種結果的任一種都說明晶振壞了。
打開APP閱讀更多精彩內容
聲明：本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內容圖片侵權或者其他問題，請聯繫本站作侵刪。 侵權投訴