晶振在電子設備中和智能控制系統中,應用是非常廣泛的。每個單片機系統里都有晶振,全程是叫晶體震蕩器,在單片機系統里晶振的作用非常大,他結合單片機內部的電路,產生單片機所必須的時鐘頻率,單片機的一切指令的執行都是建立在這個基礎上的,晶振的提供的時鐘頻率越高,那單片機的運行速度也就越快。晶振用一種能把電能和機械能相互轉化的晶體在共振的狀態下工作,以提供穩定,精確的單頻振蕩。在通常工作條件下,普通的晶振頻率絕對精度可達百萬分之五十。高級的精度更高。有些晶振還可以由外加電壓在一定范圍內調整頻率,稱為壓控振蕩器(VCO)。晶振的標識符號為X,或Y,Z。單位為赫茲(HZ)。晶振通常與鎖相環電路配合使用,以提供系統所需的時鐘頻率。如果不同子系統需要不同頻率的時鐘信號,可以用與同一個晶振相連的不同鎖相環來提供。微控制器的時鐘源可以分為兩類:基于機械諧振器件的時鐘源,如晶振、陶瓷諧振槽路;RC(電阻、電容)振蕩器。一種是皮爾斯振蕩器配置,適用于晶振和陶瓷諧振槽路。另一種為簡單的分立RC振蕩器。晶振的類型有SMD和DIP型,即貼片和插腳型。
晶振有一個重要的參數,那就是負載電容值,選擇與負載電容值相等的并聯電容,就可以得到晶振標稱的諧振頻率。
一般的晶振振蕩電路都是在一個反相放大器(注意是放大器不是反相器)的兩端接入晶振,再有兩個電容分別接到晶振的兩端,每個電容的另一端再接到地,這兩個電容串聯的容量值就應該等于負載電容,請注意一般IC的引腳都有等效輸入電容,這個不能忽略。
一般的晶振的負載電容為15p或12.5p ,如果再考慮元件引腳的等效輸入電容,則兩個22p的電容構成晶振的振蕩電路就是比較好的選擇。
晶體振蕩器也分為無源晶振和有源晶振兩種類型。無源晶振與有源晶振(諧振)的英文名稱不同,無源晶振為crystal(晶體),而有源晶振則叫做oscillator(振蕩器)。無源晶振需要借助于時鐘電路才能產生振蕩信號,自身無法振蕩起來,所以“無源晶振”這個說法并不準確;有源晶振是一個完整的諧振振蕩器。
諧振振蕩器包括石英(或其晶體材料)晶體諧振器,陶瓷諧振器,LC諧振器等。
晶振與諧振振蕩器有其共同的交集有源晶體諧振振蕩器。
晶振的作用
晶振的作用是為系統提供基本的時鐘信號。通常一個系統共用一個晶振,便于各部分保持同步。有些通訊系統的基頻和射頻使用不同的晶振,而通過電子調整頻率的方法保持同步。
晶振的檢測
晶振的檢測有兩種方法比較簡單,第一種是電阻檢測法,用指針萬用表的功能擋調至RX10K擋測量晶振的兩腳之間的電阻值,這此測得的應為無窮大。若實測電阻值不為無窮大甚至出現電阻為零的情況,則說明晶振內部存在漏電或短路性故障。還有一種方法是在路測壓法,以車間的熱量表的模塊為例,說一下這種方法。首先將模塊的電源接上3.6v的電池,讓其工作,暫時不用按下按鍵,用數字萬用表將功能擋調直流電壓擋20V,黑表筆接負端,紅表筆分別接晶振的兩只引腳,正常情況下,一只腳為0V,一只腳為3.6V(供電電壓)左右。然后按一下模塊上的按鍵,再用紅表筆測晶振的兩只引腳,正常情況下,兩只引腳的電壓均為1.8V(供電電壓的一半)左右。若測得數值與正常值相差很大,則晶振工作不正常。
還整理了其他檢測晶振好壞的方法與技巧,具體如下:用數字電容表(或數字萬用表的電容檔)測量其電容,一般損壞的晶振容量明顯減小(不同的晶振其正常容量具有一定的范圍);貼近耳朵輕搖,有聲音就一定是壞的(內部的晶體已經碎了,還能用的話頻率也變了);測試輸出腳電壓。一般正常情況下,大約是電源電壓的一半。因為輸出的是正弦波(峰峰值接近源電壓),用萬用表測試時,就差不多是一半啦。用代換法或示波器測量。 那么如何用萬用表測量晶振是否起振? 可以用萬用表測量晶振兩個引腳電壓是否是芯片工作電壓的一半,比如工作電壓是5V則測出的是否是2.5V左右。另外如果用鑷子碰晶體另外一個腳,這個電壓有明顯變化,證明是起振了的.