晶振是一種晶體振蕩器，它根據(jù)一定的方位角（簡(jiǎn)稱晶圓）從石英晶體上切下薄片，簡(jiǎn)稱石英晶體或晶體、晶體振蕩器；在封裝中加入IC構(gòu)成振蕩電路的晶體元件稱為晶體振蕩器。它的產(chǎn)品通常被封裝在金屬外殼中，也被玻璃、陶瓷或塑料封裝。石英晶體振蕩器是一種高精度、高穩(wěn)定性的振蕩器。廣泛應(yīng)用于彩電、計(jì)算機(jī)、遙控器、通信系統(tǒng)中的頻率發(fā)生器、數(shù)據(jù)處理設(shè)備的時(shí)鐘信號(hào)、特定系統(tǒng)的參考信號(hào)等各種振蕩電路中。
如何確認(rèn)晶振是否起振，示波器測(cè)試晶振的方法
石英晶體振蕩器是一種由石英晶體（二氧化硅晶體）的壓電效應(yīng)構(gòu)成的諧振器件。它的基本結(jié)構(gòu)是：按一定的方位角（簡(jiǎn)稱晶圓，可以是方形、矩形或圓形）將一塊石英晶體切成薄片，在其兩個(gè)相應(yīng)的表面上涂上銀層，作為每一個(gè)電極上的電極。石英晶體諧振器是通過(guò)將一根引線焊接到管腳上并封裝外殼而形成的。簡(jiǎn)稱石英晶體或晶體和晶體振蕩器。它的產(chǎn)品通常被封裝在金屬外殼中，也被玻璃、陶瓷或塑料封裝。
判斷晶體振蕩是否開始
1、判斷的方法有很多種。用示波器最直接地看到波形。也可以用數(shù)字萬(wàn)用表的電壓測(cè)量電壓。由于波形的占空比為50%，因此測(cè)量的平均電壓約為1\/2 Vcc。對(duì)于51單片機(jī)，當(dāng)使用外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，還可以測(cè)量PSEN管腳或p0管腳的電壓或波形。只有晶體振蕩器電路工作正常。只有這些引腳可以輸出信號(hào)，但現(xiàn)在很少使用片外擴(kuò)展存儲(chǔ)器，因此可以測(cè)量晶體兩端的電壓或波形。只有在晶體振蕩器電路設(shè)計(jì)不好的情況下，引入測(cè)試設(shè)備才可能導(dǎo)致振動(dòng)停止。
2、晶體兩端的電壓差不是平均電壓差。實(shí)際上，由于外部電路的影響，晶體兩端的電壓可能不同，但這不是判斷晶體振蕩器是否振蕩的基礎(chǔ)，也不是晶體振蕩器電路正常工作的條件。對(duì)于高低不工作，意味著一端為VCC或接近VCC，另一端為0或接近0。此時(shí)，晶體振蕩器電路肯定不會(huì)振蕩，否則50%的占空比電位會(huì)將平均電壓拉到1\/2 VCC左右，但這個(gè)表達(dá)式不準(zhǔn)確，應(yīng)盡可能準(zhǔn)確地定量描述該技術(shù)。
3、通過(guò)聽聲音來(lái)判斷晶體是否開始振蕩是不可靠的。晶體的振蕩頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)人耳所能聽到的頻率上限。有時(shí)聽上去有問(wèn)題，說(shuō)明晶體質(zhì)量不好。更常見的是，正常工作的水晶不會(huì)發(fā)出任何人耳朵都能聽到的聲音。有時(shí)聲音來(lái)自外部電路元件。
4、單片機(jī)的兩個(gè)輸入端分別為19英尺（XTAL1）和18英尺（XTAL2），與單片機(jī)內(nèi)部的電路相對(duì)應(yīng)。當(dāng)晶體振蕩器連接在外部時(shí)，19英尺對(duì)應(yīng)于高增益放大器的輸入端，18英尺對(duì)應(yīng)于高增益放大器的輸出端。所以當(dāng)你測(cè)量時(shí)，在高增益放大器的輸出端應(yīng)該有一個(gè)信號(hào)，也就是18英尺。
51單片機(jī)振蕩電路
在MCS-51芯片中有一個(gè)高增益反相放大器。反相放大器的輸入端為XTAL1，輸出端為XTAL2。振蕩電路和放大器組成的時(shí)鐘電路構(gòu)成了單片機(jī)的時(shí)鐘模式。根據(jù)硬件電路的不同，單片機(jī)的時(shí)鐘連接方式可分為內(nèi)部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式，如圖2.11所示。
如何確認(rèn)晶體振蕩器是否啟動(dòng)以及如何用示波器測(cè)試晶體振蕩器
?。╝）內(nèi)部模式時(shí)鐘電路（b）外部時(shí)鐘電路
如何確認(rèn)晶體振蕩器是否啟動(dòng)以及如何用示波器測(cè)試晶體振蕩器
內(nèi)部時(shí)鐘示意圖（自振蕩電路）
在內(nèi)模時(shí)鐘電路中，石英晶體振蕩器和兩個(gè)微調(diào)電容器必須連接在XTAL1和XTAL2引腳的兩端，形成振蕩電路。通常C1和C2通常為30 pF，晶體振蕩頻率在1.2兆赫和12兆赫之間。外部時(shí)鐘電路要求XTAL1接地，XTAL2固定在外部時(shí)鐘上。外部時(shí)鐘信號(hào)無(wú)特殊要求，只要保證一定的脈沖寬度，時(shí)鐘頻率小于12MHz。
晶體振蕩器的振蕩信號(hào)從XTAL2終端輸入內(nèi)部時(shí)鐘電路。將振蕩信號(hào)分為兩部分，產(chǎn)生兩相時(shí)鐘信號(hào)p1和p2供單片機(jī)使用。時(shí)鐘信號(hào)的周期稱為狀態(tài)時(shí)間s，是振蕩周期的兩倍。p1信號(hào)在每個(gè)狀態(tài)的前半部分有效，p2信號(hào)在每個(gè)狀態(tài)的后半部分有效。CPU是基于兩相時(shí)鐘p1和p2來(lái)協(xié)調(diào)單片機(jī)各部分的有效工作。
示波器測(cè)試晶體振蕩器
晶體振蕩器的波形通常是正弦波或方波。當(dāng)輸出波形為方波時(shí)，上升沿通常是振蕩的，并且含有更多的高頻信號(hào)。此時(shí)，我們必須確保測(cè)試帶寬足夠。理論值為被測(cè)信號(hào)頻率的兩倍，實(shí)際測(cè)試帶寬應(yīng)為被測(cè)信號(hào)頻率的10倍。
除帶寬外，在測(cè)試晶體振蕩器時(shí)，還應(yīng)注意晶體振蕩器對(duì)電容負(fù)載敏感，探頭電容較大，相當(dāng)于晶體振蕩器電路中并聯(lián)的一個(gè)非常重的負(fù)載。很容易使電路停止振蕩，無(wú)法得到正確的測(cè)量結(jié)果。
因此，在進(jìn)行晶體振蕩測(cè)試時(shí)，應(yīng)保證足夠的帶寬和較小的輸入電容。
晶體示波器的正確測(cè)試方法
首先，我們將回答標(biāo)題的問(wèn)題。用200米示波器測(cè)試10米晶體振蕩器的波形是完全可能的。但是為什么波形是在圖1中測(cè)量的呢？
這是因?yàn)闇y(cè)試時(shí)，探頭選擇×；1檔，ZDS2000系列標(biāo)準(zhǔn)的ZP1025S探頭在×；1檔帶寬為10MHz，輸入電容為55pF+10pF，導(dǎo)致波形失真。
如何確認(rèn)晶體振蕩器是否啟動(dòng)以及如何用示波器測(cè)試晶體振蕩器
當(dāng)探針帶寬為250MHz，輸入電容為13pF+5pF時(shí)，我們將探針齒輪調(diào)整為×；10。現(xiàn)在讓我們來(lái)看看波形。
為了提高信號(hào)的保真度，應(yīng)采用探頭接地彈簧代替接地鱷魚鉗。
使用示波器進(jìn)行測(cè)試時(shí)，不僅要注意示波器的設(shè)置，還要注意電流探頭的檔位。不同的齒輪對(duì)應(yīng)不同的參數(shù)，最佳的是合適的。