晶振原理详解及测试方法

一、有源晶振和无源晶振工作原理：
1.无源晶振工作原理：
在石英水晶片的两边镀上电极，通过在两电极上加一定的电压，因为石英有压电效应，电压形成了，自然就会产生形变，从而给IC提供一个正弦波形。通过IC的内部整形和PLL电路后产生方波，然后输入给下级电路。

2.有源晶振工作原理：
就是把频率部分和驱动PLL电路集成在IC外部，自成一体，直接输出方波供下级电路使用。

二、如何用示波器测试晶振？
用示波器测试，肯定在通电的情况下，那么示波器的探头一正一负怎么接？
　　贴片晶振有一个脚位有一点缺口，从这个缺口开始，顺时针数；就可以清楚的分辨出脚1、2、3、4脚位，通常四脚无源晶振我们知道，只有两个脚是功能脚，其余两个脚起不到任何作用，电路中，脚1和脚3是通电的，电流从脚1流入、脚3流出。负接地脚3，正接脚1；正负分别接晶振两端。
　　
晶振测试
方法一：待测定的晶振电路正常供电，然后直接使用示波器的探头接触晶振管脚测试即可，有些示波器如果探头不打到衰减档可能会引起晶振停振；所以探头最好打到衰减档进行测试，探头测试晶振管脚有固定正确频率的正弦波信号输出即可。

方法二：无源晶振起振时，两个引脚上均会有震荡波形，用示波器连接任意一个引脚与地线，可以观测到震荡波形且频率与晶振频率相符（频率不对的话是干扰信号）就说明已经起振。

方法三：也可以用频谱仪，设定好频率等参数，用频谱仪的探针点在晶振上或者你的测试线书感应线圈的话就把线圈放到晶振上套起来，频谱仪如果出现波峰即起振，峰值就是此时的频率。

三、晶振波形解析
晶振波形一般是正弦波或者方波，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，这个时候就要保证测试的带宽足够，理论值是带宽是被测信号频率的2倍，实际测试方波时带宽应该是被测信号频率的10倍。
除了带宽之外，在测试晶振时，还有一点应该重点注意：晶振对电容负载较敏感，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，容易导致电路停振而得不出正确的测量结果。
所以在进行晶振测试的时候，需要保证足够的带宽和较小的输入电容。

四、案例分析
有人用200M示波器绝对测试10M晶振的波形，可是为什么测出来的波形是下图的形状呢？

这是因为在测试的时候，探头选择了×1档位，例如：ZDS2000系列标配的ZP1025S探头在×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。
当将探头档位调为×10档，此时探头带宽为250MHz，输入电容为13pF±5 pF，来看看此时的波形：

为了提高信号保真度，还应使用探头标配的接地弹簧代替接地鳄鱼夹就近接地：

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一、有源晶振和无源晶振工作原理：
1.无源晶振工作原理：
在石英水晶片的两边镀上电极，通过在两电极上加一定的电压，因为石英有压电效应，电压形成了，自然就会产生形变，从而给IC提供一个正弦波形。通过IC的内部整形和PLL电路后产生方波，然后输入给下级电路。

2.有源晶振工作原理：
就是把频率部分和驱动PLL电路集成在IC外部，自成一体，直接输出方波供下级电路使用。

二、如何用示波器测试晶振？
用示波器测试，肯定在通电的情况下，那么示波器的探头一正一负怎么接？
　　贴片晶振有一个脚位有一点缺口，从这个缺口开始，顺时针数；就可以清楚的分辨出脚1、2、3、4脚位，通常四脚无源晶振我们知道，只有两个脚是功能脚，其余两个脚起不到任何作用，电路中，脚1和脚3是通电的，电流从脚1流入、脚3流出。负接地脚3，正接脚1；正负分别接晶振两端。
　　
晶振测试
方法一：待测定的晶振电路正常供电，然后直接使用示波器的探头接触晶振管脚测试即可，有些示波器如果探头不打到衰减档可能会引起晶振停振；所以探头最好打到衰减档进行测试，探头测试晶振管脚有固定正确频率的正弦波信号输出即可。

方法二：无源晶振起振时，两个引脚上均会有震荡波形，用示波器连接任意一个引脚与地线，可以观测到震荡波形且频率与晶振频率相符（频率不对的话是干扰信号）就说明已经起振。

方法三：也可以用频谱仪，设定好频率等参数，用频谱仪的探针点在晶振上或者你的测试线书感应线圈的话就把线圈放到晶振上套起来，频谱仪如果出现波峰即起振，峰值就是此时的频率。

三、晶振波形解析
晶振波形一般是正弦波或者方波，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，这个时候就要保证测试的带宽足够，理论值是带宽是被测信号频率的2倍，实际测试方波时带宽应该是被测信号频率的10倍。
除了带宽之外，在测试晶振时，还有一点应该重点注意：晶振对电容负载较敏感，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，容易导致电路停振而得不出正确的测量结果。
所以在进行晶振测试的时候，需要保证足够的带宽和较小的输入电容。

四、案例分析
有人用200M示波器绝对测试10M晶振的波形，可是为什么测出来的波形是下图的形状呢？

这是因为在测试的时候，探头选择了×1档位，例如：ZDS2000系列标配的ZP1025S探头在×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。
当将探头档位调为×10档，此时探头带宽为250MHz，输入电容为13pF±5 pF，来看看此时的波形：

为了提高信号保真度，还应使用探头标配的接地弹簧代替接地鳄鱼夹就近接地：

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