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本帖最后由 wangji 于 2015-11-8 22:41 编辑
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:
图左：晶振两端第地接有两个电容，稳定电路，有些教材说是负载电容。
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:
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(这种方法有一定风险如果CPU驱动功率小,使电路停振,会出现意想不到的后果,有高电压,大电流慎用),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。有些线路一碰晶振，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4只脚如何代换？可以按下图下方法(这种情况是很少见)
把有源有源晶振信号输出脚接CPU振荡信号输入脚XIN，任何事情都有例外，有的CPU接振荡信号输出脚XOUT也可以，这都是本人亲身经历过的。
第三温度系数及其它参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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发表于 2015-11-7 22:14:57
发表于 2015-11-7 22:51:40
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