浅议晶振

2015-11-7 23:44| 发布者: 王新烨| 查看: 6281| 评论: 80|原作者: wangji

浅议晶振
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.
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
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.
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
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.
常见电路图如下:
晶体.jpg

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.
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.
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.
   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.
   51欧电阻呢?
   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:
   晶体2.jpg

   这个晶振怎么接有电源,没有外接电容???
   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???
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
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.
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格,可以不用考虑这个问题.
第二驱动功率.
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.
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(这种情况是很少见)
晶振3.jpg

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.
这都是从个经验中得出浅见,只是表面现象.由于码字比较辛苦,错误在所难免,敬请谅解!

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