示波器测量晶振、万用表测量晶振的方法
晶体振荡器是指从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片(简称为晶片),石英晶体谐振器,简称为石英晶体或晶体、晶振;而在封装内部添加IC组成振荡电路的晶体元件称为晶体振荡器。其产品一般用金属外壳封装,也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。石英晶体振荡器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。
晶振是否起振的判断
1、判断方法很多,用示波器看波形是最直接的,用数字万用表的电压档测电压也行,因晶振波形的占空比为50%,所以测得的平均电压为1/2Vcc左右,对于51单片机,在使用外置程序存储器的时候还可以测PSEN引脚或P0口引脚的电压或波形,只有晶振电路正常工作,那些引脚才会有信号输出,但现在很少采用片外扩展存储器,所以测晶体两端的电压或波形即可,只是晶振电路设计不良时,测试设备的引入有可能导致停振。
2、晶体两端的电压差不是平均电压差,虽然事实上因外电路的影响,晶体两端的电压可能会有差别,但这不是判断晶振是否起振的依据,也不是晶振电路正常工作的条件。至于一高一低没有工作是指一端为Vcc或接近Vcc,另一端为0或接近0,这时晶振电路当然没有起振,否则50%的占空比势将平均电压拉到1/2Vcc左右,但这么表达是不确切的,搞技术应该尽量定量精确描述。
示波器测试晶振
晶振波形一般是正弦波或者方波,当输出波形是方波时,一般上升沿比较抖,且包含了较多的高频信号,这个时候就要保证测试的带宽足够,理论值是带宽是被测信号频率的2倍,实际测试方波时带宽应该是被测信号频率的10倍。
除了带宽之外,在测试晶振时,还有一点应该重点注意:晶振对电容负载较敏感,探头电容相对较大,相当于一个很重的负载并联在晶振电路中,容易导致电路停振而得不出正确的测量结果。
所以在进行晶振测试的时候,需要保证足够的带宽和较小的输入电容。
示波器测试晶振的正确方法
首先我们来回答标题的问题,用200M示波器绝对可以测试10M晶振的波形,可是为什么测出来的波形是图1的形状呢?
图 1 失真的晶振波形
这是因为在测试的时候,探头选择了&TImes;1档位,ZDS2000系列标配的ZP1025S探头在&TImes;1档时带宽为10MHz,输入电容为55 pF±10 pF,由此导致了波形的失真。
探头档位调为&TImes;10档,此时探头带宽为250MHz,输入电容为13pF±5 pF,我们看看此时的波形如图2所示。
图2 较为标准的晶振波形
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