晶振簡(jiǎn)介及如何使用示波器測試晶振

為什么我用示波器觀(guān)察晶振引腳的波形時(shí)，看不到波形或者波形失真了呢?難道200M的示波器還不能測10M的晶振嗎?

常見(jiàn)晶振

首先我們來(lái)對晶振進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹，晶振大體可以分為兩大類(lèi)：無(wú)源晶振和有源晶振。

1、無(wú)源晶振

無(wú)源晶振是一種無(wú)極性元件，需要借助于時(shí)鐘電路才能產(chǎn)生振蕩信號，自身無(wú)法振蕩起來(lái)。無(wú)源晶振沒(méi)有電壓的要求，信號電平是可變的，也就是說(shuō)是根據起振電路來(lái)決定的。

圖1 無(wú)源晶振

2、有源晶振

有源晶振是一個(gè)完整的振蕩器，里面除了石英晶體外，還有晶體管和阻容元件 。有源晶振不需要內部振蕩器，信號質(zhì)量好，較為穩定，且連接方式相對簡(jiǎn)單，不需要復雜的配置電路。

圖2 有源晶振

晶振波形解析

晶振波形一般是正弦波或者方波，當輸出波形是方波時(shí)，一般上升沿比較抖，且包含了較多的高頻信號，這個(gè)時(shí)候就要保證測試的帶寬足夠，理論值是帶寬是被測信號頻率的2倍，實(shí)際測試方波時(shí)帶寬應該是被測信號頻率的10倍。

除了帶寬之外，在測試晶振時(shí)，還有一點(diǎn)應該重點(diǎn)注意：晶振對電容負載較敏感，探頭電容相對較大，相當于一個(gè)很重的負載并聯(lián)在晶振電路中，容易導致電路停振而得不出正確的測量結果。

所以在進(jìn)行晶振測試的時(shí)候，需要保證足夠的帶寬和較小的輸入電容。

示波器測試晶振的正確方法

首先我們來(lái)回答標題的問(wèn)題，用200M示波器絕對可以測試10M晶振的波形，可是為什么測出來(lái)的波形是圖3的形狀呢?

圖3 失真的晶振波形

這是因為在測試的時(shí)候，探頭選擇了×1檔位，ZDS2000系列標配的ZP1025S探頭在×1檔時(shí)帶寬為10MHz，輸入電容為55 pF±10 pF，由此導致了波形的失真。

表1 ZP1025S技術(shù)參數表

讓我們將探頭檔位調為×10檔，此時(shí)探頭帶寬為250MHz，輸入電容為13pF±5 pF，我們來(lái)看看此時(shí)的波形吧。

圖4 正確的晶振波形

為了提高信號保真度，還應使用探頭標配的接地彈簧代替接地鱷魚(yú)夾就近接地。

圖5 標配接地彈簧

大家在使用示波器進(jìn)行測試的時(shí)候，除注意示波器的設置之外，還要注意當前探頭的檔位，不同的檔位對應不同的參數，合適的才是最好的!