浅议晶振

王季

4 b3 [8 c6 u: Z* w' C8 I+ G! X9 m浅议晶振
0 n/ I1 E! W2 a: J/ C    晶振是现在电器里面几乎不可缺的部件,重要性大家知道,不必细说.
1 e4 C! {2 j" N1 W利用晶体压电效应.最常用打火机,就是利用晶体压电效应,及煤气炉里的点火器都是利用晶体压电效应
压电效应:某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。
当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。相反，当在电介
质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应
$ O) g+ s& i+ Q9 l' t' H当在两端施加一定交流电,晶体会做周期振动.当电压达到某个频率后,晶体振动强度达到最大.
; n) ]4 j& ^& j这个频率就是晶振的谐振频率,这个频率不是固定的,随晶振切片大小而不同,当晶体切片完成后,这个频率就固定下来了.我们常说8M,6M就是这个
7 o3 {% `8 z# A0 s6 l/ k; D/ \' y8 p9 N在电路上常作选频元件与相关电路一起组成振荡器.晶振等效电路网上很多,这里不作班门弄斧.
% F" \/ l7 q8 n9 v   常见电路图如下:

1 i0 Q8 G* {' j/ v1 R" o图左晶振两端第地接有两个电容,稳定电路,又些说是负载电容.
9 C; N8 G4 f9 k% R 这两个电容,在有些电路中是一样,有些电路中是不一样的,根据CPU振荡电路要求而定.根据经验,如果对时间要求不是很高的话,这个电容20PF左
都可以.
* }' `$ k4 w' c   图右:仔细看比左图多了两个电阻,这个电阻自然有它的用途.
* K  f# ~7 H* G% D      1M的电阻是起负反馈作用,使振荡电路可靠工作.有的CPU内部集成有这个电阻,可以不用外接.
" q# X( z* h9 v: O# h# d6 Q4 k      51欧电阻呢?
7 r7 R9 Q6 e! J" u& x7 C7 b      晶振能产生稳定的频率这是的优点,但是也是强的干扰的信号源,向外辐射电磁波,振动越强,辐射越强.合格的产品一定会经过EMC测试,辐射强度超过
EMC许可的范围怎么办呢???就要想法把信号强度降下来,这就要串入一个电阻降低信号强度,电阻大小依据电路而定,不能太大,太大信号强度低,有些晶
体不易起振,CPU会工作不稳定,只要满足EMC就行了.有些CPU用驱动功率低的陶瓷振荡器也要加这个串联电阻.
   我们来看一下这个图:
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      这个晶振怎么接有电源,没有外接电容???
0 m0 C+ M" y1 m& h( g9 `% t+ }     这种就是我们常提及的有电源振荡器,把 晶振和反相器及相关的电路做在一起,组成一个元件,接上合适的电压就会有方波信号输出.有较高的温定度
当然价格也比单个晶体贵十几倍,对频率要求较高的电路才会使用到,常作信号源单独使用.
      晶振会不会坏呢???
   跟其他电子元件一样也会失效,如何判断电路是否起振呢???
" C, Z$ }  q* H# Q% T* S0 C# k, `   如果有示波器,在晶振两端点一下,看频率及波行就就知道是否工作正常.没有示波器怎么办呢,可以用万用表量,如果测试两端同时为高或低电平,
或一高一低,这个振荡电路没有工作,振荡电路正常工作时,晶振两端对地电压约为电源压的一半左右. 任何事都有例外,一些靠后备电池供电,32.768Kzh的
) r8 c) P$ v; y晶振,为了延长电池的续航时间节约电能,振荡幅度很小用万用表容易误判,只能示波器测试或用替换法.
     晶振的更换.
     判断出晶振有问题如何更换.
; z* j* c  A' u! L3 _     首先频率要相同 有没有误差呢?
     同电阻电容一样也有误差,一般用PPM,百万分之一,举例6Mhz +/-50 PPM,频率范围在5999700-6000300内都是正常的,代换时如果电路对时间要求不是
很严,可以不用考虑这个问题.
    第二驱动功率.
( s1 x, v7 j  T, k. ^3 u     有些IC驱动电压低,换用驱动功率高的晶体不易起振,有些起振后,幅度过低不稳定,最好换驱动功率低的,容易起振电路稳定.之前曾遇到过这样的问题.
( Z) m9 c( ?1 Y- g. ]! l! z 有线线路一碰晶振,就停止振荡,怎么办.可以尝试把晶振外壳接地,或换有源晶振. 有人会问无源晶振两只脚,有源晶振3只或许只脚如何代换.可以按下图下方法;
     把有源有源晶振信号输出脚 接CPU 振荡信号输入脚,任何事情都有例外,有的CPU接振荡信号输出脚也可以,这都是本人亲身经历过的.

    第三温度系数,对于民用产品影响不大,可以不用考虑,不作详细介绍.
' W+ ?, F6 P" x6 w    由于码字比较辛苦,错误在所难免,敬请谅解!
" u6 w( G- Y7 Z  U: \# r, @     

唐山老电工

电子函授班开学了，大家都来学一学。

lijinlong123

谢谢分享。。。。。。

菊翁

谢谢，学习了

龙丰家电

谢谢楼主分享，学习了。

朱老师

很多单片机都是内置晶振，也可外接。

王季

朱老师 发表于 2015-11-2 11:20
* \/ B/ p0 w* r; P, O+ Y6 n很多单片机都是内置晶振，也可外接。

9 Z" \! Q& o: s1 t6 X4 X; U谢谢朱老师讨论.
是的,内置晶振，内置RC,甚至连RESET也内置.
2 M3 h1 k6 Z$ _0 ~! @内置晶振，内置RC精度不及外置,对时序要求不高,及价格敏感时,由程序设定内置.对时序要求高时,由程序设定外置.我一个产品 既有用内置,也有用外置的.

散淡

谢谢！
& S7 s- }8 D) ^+ ~9 ~学习了

鹰击长

晶振两端对地电压约为电源压的一半左右，学习了，谢谢

小岛森太郎

谢谢您的分享，学习了。

安全文明

用心学习，谢谢了

小岛森太郎

非常渴望王季老师能对这种元器件知识多讲讲。

广字头

学习了，一直以为晶振两端测量有一个很小的电压差就算是好的