晶体振动器是指从一块石英晶体上按必定方位角切下薄片(简称为晶片),石英晶体谐振器,简称为石英晶体或晶体、晶振;而在封装内部增加IC组成振动电路的晶体元件称为晶体振动器。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。石英晶体振动器是高精度和高安稳度的振动器,被广泛应用于彩电、计算机、遥控器等各类振动电路中,以及通讯体系中用于频率发生器、为数据处理设备发生时钟信号和为特定体系供给基准信号。
石英晶体振动器是运用石英晶体(二氧化硅的结晶体)的压电效应制成的一种谐振器材,它的根本构成大致是:从一块石英晶体上按必定方位角切下薄片(简称为晶片,它可所以正方形、矩形或圆形等),在它的两个对应面上涂敷银层作为电极,在每个电极上各焊一根引线接到管脚上,再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器,简称为石英晶体或晶体、晶振。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。
晶振是否起振的判别
1、判别办法许多,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%,所以测得的均匀电压为1/2Vcc左右,关于51单片机,在运用外置程序存储器的时分还能够测PSEN引脚或P0口引脚的电压或波形,只需晶振电路正常作业,那些引脚才会有信号输出,但现在很少选用片外扩展存储器,所以测晶体两头的电压或波形即可,仅仅晶振电路设计不良时,测验设备的引进有或许导致停振。
2、晶体两头的电压差不是均匀电压差,尽管事实上因外电路的影响,晶体两头的电压或许会有不同,但这不是判别晶振是否起振的依据,也不是晶振电路正常作业的条件。至于一高一低没有作业是指一端为Vcc或挨近Vcc,另一端为0或挨近0,这时晶振电路当然没有起振,不然50%的占空比势将均匀电压拉到1/2Vcc左右,但这么表达是不确切的,搞技能应该尽量定量准确描绘。
3、听声响判别晶振是否起振不可靠,晶体的振动频率远超人耳能够听见的频率上限,有时能够听到反而是有问题的,阐明晶体质量欠安,更多的时分,正常作业的晶体是不会宣布任何人耳能听到的声响的,有时声响来自外电路元件
4、单片机的两个信号输入脚一个是19脚(XTAL1)一个是18脚(XTAL2)对应单片机内部的电路是高增益放大器,当外面接晶振的时分,19脚对应高增益放大器的输入端,18脚对应高增益放大器的输出端,所以你丈量的时分应该是高增益输出端有信号也便是18脚
51单片机振动电路
在MCS-51单片机片内有一个高增益的反相放大器,反相放大器的输入端为XTAL1,输出端为XTAL2,由该放大器构成的振动电路和时钟电路一同构成了单片机的时钟办法。依据硬件电路的不同,单片机的时钟衔接办法可分为内部时钟办法和外部时钟办法,如图2.11所示
(a)内部办法时钟电路 (b)外接时钟电路
内部时钟原理图 (便是一个自激振动电路)
在内部办法时钟电路中,必须在XTAL1和XTAL2引脚两头跨接石英晶体振动器和两个微调电容构成振动电路,一般C1和C2一般取30pF,晶振的频率取值在1.2MHz~12MHz之间。关于外接时钟电路,要求XTAL1接地,XTAL2脚接外部时钟,关于外部时钟信号并无特殊要求,只需确保必定的脉冲宽度,时钟频率低于12MHz即可。
晶体振动器的振动信号从XTAL2端送入内部时钟电路,它将该振动信号二分频,发生一个两相时钟信号P1和P2供单片机运用。时钟信号的周期称为状况时刻S,它是振动周期的2倍,P1信号在每个状况的前半周期有用,在每个状况的后半周期P2信号有用。CPU便是以两相时钟P1和P2为根本节拍和谐单片机各部分有用作业的。
示波器测验晶振
晶振波形一般是正弦波或许方波,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,这个时分就要确保测验的带宽满足,理论值是带宽是被测信号频率的2倍,实践测验方波时带宽应该是被测信号频率的10倍。
除了带宽之外,在测验晶振时,还有一点应该要点留意:晶振对电容负载较灵敏,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,简单导致电路停振而得不出正确的丈量成果。
所以在进行晶振测验的时分,需求确保满足的带宽和较小的输入电容。
示波器测验晶振的正确办法
首要咱们来答复标题的问题,用200M示波器肯定能够测验10M晶振的波形,但是为什么测出来的波形是图1的形状呢?
这是由于在测验的时分,探头挑选了&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。
让咱们将探头档位调为&TImes;10档,此刻探头带宽为250MHz,输入电容为13pF±5 pF,咱们来看看此刻的波形吧。
为了进步信号保真度,还应运用探头标配的接地绷簧替代接地鳄鱼夹就近接地。
我们在运用示波器进行测验的时分,除留意示波器的设置之外,还要留意当时探头的档位,不同的档位对应不同的参数,适宜的才是最好的!