实用的晶振测试电路

有源晶振典型电路
有源晶振典型电路是一种常见的电子元件，用于提供稳定的时钟信号或振荡信号给其他电路使用。

它被广泛应用于许多电子设备中，如计算机、手机、电视等。

本文将介绍有源晶振典型电路的工作原理和应用。

有源晶振典型电路由晶振、放大器和反馈电路组成。

晶振是一个压电振荡器，通过其内部的石英晶体产生稳定的振荡信号。

放大器将晶振输出的微弱信号放大到足够的幅度，以便它可以被其他电路正确识别和使用。

反馈电路则用于保持晶振输出信号的稳定性和准确性。

有源晶振典型电路的工作原理是这样的：晶振通过晶体的压电效应将电能转换为机械振动，然后通过放大器放大振动信号，并通过反馈电路将一部分放大后的信号再次输入到晶体上。

晶体对这个反馈信号作出响应，继续振荡并产生更稳定的振荡信号。

这种反馈机制使得晶振能够产生高度稳定的振荡信号。

有源晶振典型电路的应用非常广泛。

在计算机中，它用于提供CPU 和其他关键组件的时钟信号，确保它们能够同步工作，并保证计算机的稳定性和性能。

在手机和电视等消费电子产品中，它用于控制显示屏的刷新率和音频信号的处理。

此外，有源晶振典型电路还可以用于无线通信系统、测量设备、工业自动化等领域。

有源晶振典型电路是一种重要的电子元件，它通过晶振、放大器和反馈电路的组合工作原理，能够提供稳定的时钟信号或振荡信号给其他电路使用。

它的应用非常广泛，涵盖了计算机、手机、电视等各个领域。

有源晶振典型电路的稳定性和准确性对于电子设备的正常运行和性能至关重要。

有源晶振典型应用电路一、引言在电子技术领域，晶振作为一种重要的频率控制元件，被广泛应用于各种电子设备中。

有源晶振，作为一种具有内置放大电路的晶振，因其稳定性好、频率准确度高、使用方便等优点，在通信、计算机、测量仪器等领域得到了广泛应用。

本文将详细介绍有源晶振的典型应用电路，并分析其工作原理和特点。

二、有源晶振概述有源晶振，又称为主动晶振，是一种内置有放大电路的晶体振荡器。

与无源晶振相比，有源晶振不需要外部提供激励信号，即可自行产生稳定的振荡频率。

有源晶振的频率稳定度通常优于无源晶振，且具有良好的温度特性。

此外，有源晶振还具有体积小、重量轻、易于集成等优点，因此在实际应用中具有较高的性价比。

三、有源晶振的典型应用电路1. 基本应用电路有源晶振的基本应用电路主要由有源晶振、电源、负载电容和输出缓冲器等组成。

其中，有源晶振的引脚通常包括电源引脚、地线引脚和输出引脚。

在实际应用中，需要根据有源晶振的规格书要求，正确连接电源和负载电容，以保证振荡电路的稳定性和准确性。

输出缓冲器的作用是将有源晶振产生的振荡信号进行放大和隔离，以便于驱动后续电路。

输出缓冲器的选择应根据实际应用需求来确定，通常需要考虑信号的频率、幅度、驱动能力等因素。

2. 复杂应用电路除了基本应用电路外，有源晶振还可以应用于更复杂的电路中，如锁相环电路、频率合成器等。

在这些应用中，有源晶振通常作为参考频率源，为电路提供稳定、准确的频率基准。

锁相环电路是一种能够实现对输入信号频率和相位进行锁定的电路。

在锁相环电路中，有源晶振作为参考频率源，为锁相环提供稳定的频率基准。

通过调整锁相环的参数，可以实现对输入信号频率和相位的精确锁定。

这种电路在通信、雷达、测量仪器等领域具有广泛应用。

频率合成器是一种能够产生多个稳定、准确频率的电路。

在频率合成器中，有源晶振作为主振源，通过频率变换和合成技术，可以产生多个与主振源频率相关的稳定输出频率。

频率合成器在通信、音频处理、测试仪器等领域具有重要应用。

用一般的万用表是不能测出晶振的好坏的，这里提供了一种简单而实用的晶振检验器，它只采用一个 N 沟道结型场效应管（FET），两个普通 NPN 小功率晶体三极管，一个发光管和一些阻容元件，便可有效的检验任何晶振的好坏。

如图所示，2N3823 结型 N 沟道场效应管（可用任何其它型号的同类小功率场效应管，如 3DJ6，3DJ7 等）与被测晶体（晶振）等组成一个振荡器，两个两个 NPN 三极管 2N3904（也可用其它任何型号的小功率 NPN 三极管）接成复合检波放大器，驱动发光二极管 LED。

若被测晶振良好时，振荡器起振，其振荡信号经 0.01uF 的电容耦合至检波放大器的输入端，经放大后驱动发光二极管发光。

如果被测晶振不好，则晶振不起振，发光二极管就不发光。

本装置可检验任何频率的晶振但其最佳的工作状态是在 3---10MHz 范围内。

下图为电路原理图：
晶振测试装置，原理电路如附图所示。

图中，V1及其外围元件（包括被测晶振）共同组成一个电容三点式振荡器。

当探头X1、X2两端接入被测晶振时，电路振荡。

振荡信号经V2射极跟随级放大后输出，经C4耦合、D1、D2倍压整流后为V3提供偏置电流，V3导通，LED发光。

若晶振不良或断路，电路则不能起振，因而LED不发光。

该装置结构简单，所用元件极为普遍，而且只要元件质量良好，装配无误，不需调试即可一次成功。

探头可利用两个插孔代替。

也可以选用带电缆的表笔或测试棒，但引线不宜过长。

该测试议可测试频率为450KHz～49MHz的各种晶振，工作电源推荐采用6V叠层电池。

示波器测试晶振频率的方法(一)示波器测试晶振频率的方法示波器是一种广泛应用于电子行业中的测试设备，它可以用来测量和显示电压波形。

在电路设计和维修中，我们经常需要测试晶振的频率，以确保其正常工作。

本文将介绍几种常用的方法来使用示波器测试晶振的频率。

方法一：频率计法1.连接晶振脚：首先，将示波器的探头连接到晶振的输出脚上。

注意，探头的接地引脚需连接到电路的地电位。

2.设置示波器：打开示波器，并进入频率测量模式。

根据示波器的型号和厂商的具体说明书设置测量参数。

3.测量频率：将晶振的频率显示在示波器的屏幕上。

如果示波器支持自动测量功能，则它会自动计算频率值，并显示在屏幕上。

方法二：计数器法1.连接计数器：将晶振的输出信号连接到计数器的输入引脚上。

同样，计数器的接地引脚需连接到电路的地电位。

2.设置计数器：打开计数器，并选择频率测量模式。

根据计数器的型号和厂商的具体说明书设置测量参数。

3.开始计数：启动计数器，并观察计数器的显示。

它将显示晶振的频率值。

方法三：频率分析法1.连接信号分析仪：将晶振的输出信号连接到频率分析仪的输入引脚上。

2.设置频率分析仪：打开频率分析仪，并选择频率分析模式。

根据频率分析仪的型号和厂商的具体说明书设置测量参数。

3.分析频谱：启动频率分析仪，并观察显示。

它将显示晶振的频谱信息，其中包含频率值。

方法四：示波器观察法1.连接晶振脚：连接示波器的探头到晶振的输出脚上。

2.设置示波器：打开示波器，并选择单通道触发模式。

调整触发电平和触发边沿，以确保稳定触发晶振输出的波形。

3.观察波形：观察示波器的屏幕上显示的波形。

根据波形的周期，可以计算出晶振的频率。

以上是几种常用的示波器测试晶振频率的方法。

根据具体情况和设备条件，可选择适应的方法来进行测量。

在测试过程中，注意正确连接和设置仪器，以确保获取准确的频率值。

8m无源晶振的晶振电路摘要：一、引言二、8m 无源晶振的工作原理1.晶振的基本构造2.晶振的工作原理3.无源晶振的特点三、8m 无源晶振的晶振电路1.晶振电路的基本组成2.晶振电路的工作原理3.晶振电路的应用领域四、8m 无源晶振的优势和应用1.优势2.应用领域五、结论正文：一、引言在现代电子技术中，晶振作为一种重要的电子元器件，被广泛应用于各种电子设备中。

其中，8m 无源晶振由于其独特的性能优势，受到了广泛关注。

本文将对8m 无源晶振的晶振电路进行详细介绍。

二、8m 无源晶振的工作原理1.晶振的基本构造晶振，全称为晶体振荡器，是一种利用石英晶体、陶瓷晶体等压电材料在电场作用下产生振动的电子元器件。

晶振的核心部分是晶体谐振器，它由晶体、金属板和引线组成。

晶体在金属板和引线的电场作用下产生振动，进而产生稳定的振荡信号。

2.晶振的工作原理当对晶振施加交流电压时，压电材料会产生相应的电荷，电荷在晶体内产生极化电场。

极化电场与晶体内部的固有电场相互作用，使晶体产生机械振动。

振动的晶体带动与之相连的金属板振动，从而产生交变电容。

交变电容与晶体之间的等效串联电容形成振荡回路，产生稳定的振荡信号。

3.无源晶振的特点无源晶振是指在晶振电路中无需额外的电源来驱动的晶振。

它具有体积小、结构简单、成本低、可靠性高、输出信号稳定等优点。

因此，无源晶振被广泛应用于各种电子设备中。

三、8m 无源晶振的晶振电路1.晶振电路的基本组成晶振电路主要由晶振、电容、电阻等元器件组成。

其中，晶振是电路的核心部分，电容和电阻则起到调节和匹配的作用。

2.晶振电路的工作原理在8m 无源晶振的晶振电路中，晶振与电容、电阻组成振荡回路。

当施加交流电压后，晶振开始振动，产生交变电容。

交变电容与电容、电阻构成的等效电路形成振荡回路，产生稳定的振荡信号。

3.晶振电路的应用领域8m 无源晶振的晶振电路广泛应用于通信、计算机、消费电子等领域。

例如，在手机、电视、计算机等设备中，晶振电路负责产生稳定的时钟信号，为整个设备提供同步和基准。

收稿日期：２０１８－１１－１９作者简介：孟永刚（１９７６ ），男，本科，工程师，主要从事电动助力转向㊁线控转向方面的开发工作㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｍｅｎｇｙｏｎｇｇａｎｇ＠ｄｉａｓ ｃｏｍ ｃｎ㊂ＤＯＩ：１０ １９４６６／ｊ ｃｎｋｉ １６７４－１９８６ ２０１９ ０４ ０１９晶振电路负载参数匹配与测试孟永刚，陈浩，王军（联创汽车电子有限公司，上海２０１２０６）摘要：晶振电路用于为微控制器单元（ＭＣＵ）提供精准的时间频率基准，合理地匹配晶振电路负载参数具有十分重要的意义㊂首先阐述了Ｐｉｅｒｃｅ晶振电路的基本原理，然后结合一款应用于电动助力转向系统（ＥＰＳ）中的微控制器单元所匹配的晶振电路，介绍了晶振电路关键负载参数如负载电容㊁限流电阻㊁负性阻抗以及晶振驱动功率的理论计算方法和测试匹配方法㊂关键词：晶振电路；匹配；负载电容；限流电阻中图分类号：ＴＭ１３５㊀㊀文献标志码：Ａ㊀㊀文章编号：１６７４－１９８６（２０１９）０４－０７７－０５ＴｈｅＭａｔｃｈｉｎｇａｎｄＴｅｓｔｉｎｇｏｆＬｏａｄＰａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆＣｒｙｓｔａｌＯｓｃｉｌｌａｔｉｎｇＣｉｒｃｕｉｔＭＥＮＧＹｏｎｇｇａｎｇ，ＣＨＥＮＨａｏ，ＷＡＮＧＪｕｎ（ＤＩＡＳＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｙｓｔｅｍｓＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１２０６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｃｒｙｓｔａｌｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｃｉｒｃｕｉｔｉｓｕｓｅｄｔｏｐｒｏｖｉｄｅａｎａｃｃｕｒａｔｅｔｉｍｅａｎｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｕｎｉｔ（ＭＣＵ），ａｎｄｉｔｉｓｇｒｅａｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｔｏｒｅａｓｏｎａｂｌｙｍａｔｃｈｔｈｅｌｏａｄｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｃｒｙｓｔａｌｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｃｉｒｃｕｉｔ．ＦｉｒｓｔｌｙｔｈｅｂａｓｉｃｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓｏｆｔｈｅＰｉｅｒｃｅｃｒｙｓｔａｌｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｃｉｒｃｕｉｔｗａｓｅｘｐｌａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｎｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｎｄｔｈｅｔｅｓｔｍａｔｃｈｉｎｇｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｃｒｙｓｔａｌｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｃｉｒｃｕｉｔｋｅｙｌｏａｄｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｓｕｃｈａｓｌｏａｄｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ，ｎｅｇａｔｉｖｅｉｍｐｅｄａｎｃｅ，ｃｕｒｒｅｎｔｌｉｍｉｔｉｎｇｒｅｓｉｓｔｏｒａｎｄｃｒｙｓｔａｌｄｒｉｖｅｐｏｗｅｒｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｂｙｃｏｍｂｉｎｉｎｇｗｉｔｈａｃｒｙｓｔａｌｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｃｉｒｃｕｉｔｕｓｅｄｉｎｔｈｅｍｉｃｒｏ⁃ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｕｎｉｔｏｎｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃｐｏｗｅｒｓｔｅｅｒｉｎｇ（ＥＰＳ）．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃｒｙｓｔａｌｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｃｉｒｃｕｉｔ；Ｍａｔｃｈｉｎｇ；Ｌｏａｄｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ；Ｃｕｒｒｅｎｔｌｉｍｉｔｉｎｇｒｅｓｉｓｔｏｒ０㊀引言晶体振荡器俗称晶振，是晶振电路的核心元器件㊂晶振电路用于产生时间频率基准，为微控制器系统（ＭｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒＵｎｉｔ，ＭＣＵ）提供精准的时基㊂在实际应用中，如果晶振电路负载参数匹配不当，一方面，可能会造成晶振电路工作频率出现偏差，进而造成计时不准，通信不能同步；另一方面，在睡眠唤醒时，电路扰动较小，可能会导致晶振电路起振困难㊂无论哪种情况，均会影响微控制器系统的性能甚至造成其无法工作㊂因此，合理匹配晶振电路负载参数具有十分重要的意义和实际应用价值［１－５］㊂１㊀晶振电路原理作为晶振电路的核心元器件，晶体振荡器是一种能实现电能和机械能相互转化的压电器件，其等效电路如图１所示，ＸＴＡＬ为晶体振荡器；Ｃ０为等效并联电容，其值与晶振的外形㊁尺寸有关；Ｌｍ为动态等效电感，代表晶振振动的惯性；Ｃｍ为动态等效电容，代表晶振的弹性；Ｒｍ为动态等效电阻，代表对电路的损耗㊂图１㊀晶体振荡器等效电路晶振电路主要由一个放大器和选频网络组成，选频网络决定振荡频率㊂晶振电路在电能的作用下，放大了晶振工作频率范围内的扰动，从而造成起振㊂由于Ｐｉｅｒｃｅ振荡电路具有功耗低㊁成本低和稳定性高等优点，因此目前微控制器系统中使用的晶振电路多为Ｐｉｅｒｃｅ振荡电路［６］㊂Ｐｉｅｒｃｅ振荡电路原理图如图２所示㊂图２中，内部反相器的作用等同于放大器；ＲＦ为反馈电阻；ＲＥｘｔ为限流电阻；ＣＬ１和ＣＬ２为外接负载电容；ＣＳ为等效杂散电容，ＣＳ是由芯片引脚㊁焊盘㊁封装引脚和印刷电路板走线等引起的寄生电容㊂图２㊀Ｐｉｅｒｃｅ振荡电路原理图２　晶振电路参数匹配为了便于分析和说明，本文作者以某公司的一款电动助力转向控制器（ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｔｅｅｒｉｎｇ，ＥＰＳ）中使用的ＩｎｆｉｎｅｏｎＳＡＫ⁃ＴＣ２６４Ｄ⁃４０Ｆ２００ＷＢＢ型号微控制单元所匹配的晶振电路为例进行晶振电路负载参数匹配介绍㊂选用的晶振型号为ＮＸ５０３２ＧＡ，其基本参数规格如表１所示㊂表１㊀晶振规格参数表参数规格标称频率ｆ／ＭＨｚ２０频率偏差／（１０－６）ʃ５０（２５ħ）负载电容ＣＬ／ｐＦ８等效串联电阻Ｒｒ／Ω１００最大驱动功率ＤＬＭＡＸ／μＷ５００工作温度范围Ｔｏｐｒ／ħ－４０ １５０等效并联电容Ｃ０／ｐＦ１２ １㊀负载电容的计算与测试匹配２ １ １㊀理论计算方法负载电容ＣＬ的大小取决于外部电容ＣＬ１㊁ＣＬ２和等效杂散电容ＣＳ，计算公式如下：ＣＬ＝ＣＬ１㊃ＣＬ２ＣＬ１＋ＣＬ２＋ＣＳ（１）晶振厂家在ｄａｔａｓｈｅｅｔ中通常会给出负载电容ＣＬ的标称值㊂等效杂散电容ＣＳ与芯片引脚㊁焊盘㊁封装引脚和印刷电路板走线等均有关系，无法得到具体理论数值，按照经验，通常估算为３ ５ｐＦ［７］㊂一般两个外部电容ＣＬ１和ＣＬ２选定为相同电容值㊂文中选定的晶振负载电容ＣＬ为８ｐＦ，代入公式（１）可计算得到ＣＬ１＝ＣＬ２＝６ １０ｐＦ㊂经过理论计算得到的外部电容ＣＬ１和ＣＬ２的范围值可以作为后续测试匹配的参考，然后通过实际测试匹配实验确定最优外部电容容值㊂２ １ ２㊀测试匹配方法晶振的具体测试匹配方法是根据理论计算所得电容值范围附近选取典型电容值的电容，然后分别测试并记录不同外部电容值下的振荡频率㊁振荡频偏等参数，通过对比各参数选取最优外部电容值㊂最优外部电容值评价准则：实测振荡频率越接近标称振荡频率，振荡频偏越小，则电容值越优，实际测试匹配过程需要权衡选择电容值㊂２ １ ３㊀测试匹配过程晶振电路测试匹配的环境设置如图３所示㊂此处测试的目的仅仅是为了进行不同负载参数下晶振特性的比对，验证理论推算的正确性，因此文中选用示波器作为基本测量设备，如果需要获取精度更高的频率数据，需要选用专业的显频仪等设备进行测量㊂该实验中选取６ ８㊁８㊁１０和１００ｐＦ４种容值电容作为外部ＣＬ１和ＣＬ２的备选电容，限流电阻固定为１ ５ｋΩ，选择１００ｐＦ电容是为了更明显地验证当外部电容值和理论计算值差别较大时的晶振输出波形的表现状况㊂通过更换不同容值的外部电容，并利用示波器采集晶振电路输出波形（ＣＬ１和ＣＬ２需同时更换，保证ＣＬ１和ＣＬ２的容值始终一致）㊂对比输出波形的稳定性㊁频率偏差和幅值大小来判断最佳容值㊂为了增加数据的可靠性，实验中对每种工况波形随机截取１０次，利用１０组随机截取的实际波形频率，以方差的方式计算每种工况的平均频偏σ，平均频偏σ定义如下：σ＝１１０ˑð１０ｉ＝１（ｆｉ－ｆ０）２（２）式中：ｆ０为晶振标称工作频率，文中为２０ＭＨｚ，ｆ１㊁ｆ２㊁．．．．．．㊁ｆ１０为１０组随机截取的晶振实际工作频率㊂图３㊀晶振电路测试匹配环境设置２ １ ４㊀测试结果及分析图４给出了当外部电容为６ ８㊁８㊁１０及１００ｐＦ时，晶振电路的输出波形㊂从图中可以看出，在前３种外部电容配置下，晶振电路的输出波形均较为平滑，未出现突变区域，波形重复度较高㊂当外部电容提升至１００ｐＦ时，可以看出，晶振电路输出波形呈现出明显不平滑现象，波形不规律区域较多㊂图４㊀不同外部电容下晶振电路输出波形㊀㊀不同外部电容下晶振电路输出波形的平均频偏如图５所示㊂图５㊀不同外部电容下晶振电路输出波形的平均频偏图５为当外部电容为６ ８㊁８和１０ｐＦ时，晶振电路输出波形的平均频偏对比㊂可以看出，当外部电容为８和１０ｐＦ时，平均频偏较低，且二者之间差别不大，当外部电容为６ ８ｐＦ时，平均频偏明显升高㊂说明８和１０ｐＦ是较为合适的容值㊂２ ２㊀限流电阻的计算与测试匹配２ ２ １㊀理论计算方法外部限流电阻ＲＥｘｔ的主要作用是限制反相器电流输出的大小，控制晶振驱动功率，防止晶振驱动功率超过最大驱动功率限值而造成过驱动，进而导致晶振因为过度的机械振动而出现电极劣化㊁频偏㊁寿命衰减等问题㊂外部限流电阻ＲＥｘｔ的阻值通常是在确定了外部电容ＣＬ１㊁ＣＬ２的容值之后确定的㊂从晶振电路图（图２）中可以看出，限流电阻ＲＥｘｔ和外部电容ＣＬ２构成分压电路，在估算限流电阻ＲＥｘｔ的电阻值时，通常是令ＲＥｘｔ的电阻值和ＣＬ２的容抗值相等［８］，因此，ＲＥｘｔ的估算公式如下：ＲＥｘｔʈＸＣＬ２＝１２ＦπＣＬ２（３）当振荡器频率ｆ０＝２０ＭＨｚ，ＣＬ２＝１０ｐＦ，计算可得ＲＥｘｔ为７９６Ω㊂这个值仅仅是通过理论估算得到的，实际应用中并不一定能直接使用㊂因为实际应用晶振电路中，ＲＥｘｔ需要做调整以调节流经晶振的电流大小，确保实际电路中的晶振驱动功率满足厂家提供的指标要求㊂同时，ＲＥｘｔ值也会影响晶振频率偏差，频率偏差过大也是不允许的㊂因此，必须通过实测的方法，改变ＲＥｘｔ值，对比权衡参数指标的变化，进而确定最佳的限流电阻值㊂２ ２ ２㊀测试匹配及结果分析外部限流电阻的测试方法和过程与外部电容的测试基本一致，这里不再赘述㊂此处，选择０ ７５㊁１ ５㊁３和１２ｋΩ４种电阻，外部电容固定为１０ｐＦ㊂不同电阻值匹配下的晶振电路输出波形如图６所示，对于前３种限流电阻，晶振电路输出波形整体较为平滑，波形重复度较高，随着阻值增加，波形幅值减小㊂而当限流电阻增加至１２ｋΩ时，晶振已无法正常起振㊂图６㊀不同限流电阻下晶振电路输出波形㊀㊀图７给出了当限流电阻为０ ５１㊁０ ７５㊁１ ５和３ｋΩ时，晶振电路输出波形的平均频偏对比㊂通过对比可以看出，当限流电阻为０ ７５ｋΩ，即接近理论计算值０ ７９６ｋΩ时，平均频偏最小，随着电阻与理论计算值偏离的增加，平均频偏逐渐增加㊂通过对比测试结果可以看到，在此实验中所选的几组电阻中，０ ７５ｋΩ在满足晶振驱动功率的前提下是最佳选择㊂２ ３㊀负性阻抗的测试和计算负性阻抗－Ｒ也称为发振余裕度，用于评价晶振在发振回路上的发振能力㊂发振余裕度不足时，会导致振荡电路振荡不稳定甚至启动失效等问题㊂负性阻抗－Ｒ需满足－Ｒ＞（５ １０）Ｒｒ［７］，晶振电路才能稳定发振㊂晶振电路负性阻抗－Ｒ的测试电路原理图如图８所示㊂图７㊀不同限流电阻下晶振电路输出波形的平均频偏图８㊀负性阻抗测试原理图图８中ＲＱ为可调电阻㊂具体测试方法：通过不断增大ＲＱ阻值，直到晶振停止振荡，记录此时的ＲＱ阻值，根据测得的ＲＱ值，可按如下公式计算负性阻抗：－Ｒ＝ＲＱ＋ＲＬ（４）ＲＬ＝Ｒｒ（１＋Ｃ０ＣＬ）２（５）式中：ＲＬ为加载后的谐振电阻；Ｒｒ为等效串联电阻㊂文中设计的晶振电路经过测量计算得到的负性阻抗－Ｒ为１３３０Ω，－Ｒ＞１０Ｒｒ＝１０ˑ１００Ω＝１０００Ω，因此，该晶振电路满足晶振起振和稳定工作条件㊂２ ４㊀驱动功率的测试与计算晶振驱动功率ＤＬ不能超过晶振制造商给出的最大驱动功率ＤＬＭＡＸ，否则晶振会因为过度地机械振动而出现电极劣化㊁频偏㊁寿命衰减等问题㊂驱动功率ＤＬ计算公式如下：ＤＬ＝Ｉ２Ｑ㊃Ｒｒ（６）式中：ＩＱ是流过晶振电流的均方根有效值，电流有效值ＩＱ的计算公式为ＩＱ＝ＩＰＰ２２（７）式中：ＩＰＰ为正弦波电流峰－峰值㊂综上所述，驱动功率ＤＬ的计算公式：ＤＬ＝１８ˑＩ２ＰＰ㊃Ｒｒ（８）经过测试计算，文中晶振电路的晶振驱动功率ＤＬ为９０μＷ，而ＤＬＭＡＸ为５００μＷ，ＤＬ＜ＤＬＭＡＸ，故晶振驱动功率满足要求㊂若测试得到的ＤＬ超过ＤＬＭＡＸ时，可通过增加外部限流电阻ＲＥｘｔ来降低ＩＰＰ，进而保证晶体驱动功率不超过最大驱动功率限值㊂３㊀结束语结合一款应用于电动助力转向系统中的微控制器单元所匹配的晶振电路，对晶振电路负载参数的理论计算㊁测试和匹配方法进行了介绍㊂可以看出，通过测量匹配的负载参数与理论计算匹配得到的晶振电路负载参数基本吻合㊂在实际应用中，不同的ＭＣＵ㊁不同的ＰＣＢ布线方式㊁不同的环境条件均会对晶振电路负载参数产生影响㊂因此，在设计晶振电路和进行晶振电路负载参数匹配时，需以理论计算方法为参考，结合测试手段，权衡匹配出最适合当前控制器电路环境的负载参数，使设计的晶振电路工作在最佳状态㊂参考文献：［１］李德昌．晶体振荡器［Ｊ］．国外电子测量技术，２００４，２３（１）：１９－２２．ＬＩＤＣ．Ｃｒｙｓｔａｌｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ［Ｊ］．ＦｏｒｅｉｇｎＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００４，２３（１）：１９－２２．［２］雷鉴铭，邹雪城，付先成．高精度高性能晶体振荡器电路［Ｊ］．华中科技大学学报（自然科学版），２００６，３４（５）：５６－５８．ＬＥＩＪＭ，ＺＯＵＸＣ，ＦＵＸＣ．Ｄｅｓｉｇｎｏｆｃｒｙｓｔａｌｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｓｗｉｔｈｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒｅＳｃｉｅｎｃｅ），２００６，３４（５）：５６－５８．［３］ＴＯＫＩＭ，ＴＳＵＺＵＫＩＹ．Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓｔａｒｔ⁃ｕｐｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＣＭＯＳｃｒｙｓｔａｌｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｓ［Ｍ］．１９９２．［４］ＴＳＵＺＵＫＩＹ，ＡＤＡＣＨＩＴ，ＺＨＡＮＧＪＷ．Ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｎｏｎｌｉｎｅａｒｎｅｇａｔｉｖｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｆｏｒｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｓｔａｒｔ⁃ｕｐｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｃｒｙｓｔａｌｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｓ［Ｃ］／／Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅ１９９６ＩＥＥＥＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＣｏｎｔｒｏｌＳｙｍｐｏｓｉｕｍ．Ｈｏｎｏｌｕｌｕ：ＩＥＥＥ，２００２：７１０－７１３．［５］刘惩，李冰．用于时钟芯片的Ｐｉｅｒｃｅ晶体振荡器设计［Ｊ］．半导体技术，２００８，３３（１）：３０－３４．ＬＩＵＣ，ＬＩＢ．ＤｅｓｉｇｎｏｆｐｉｅｒｃｅｃｒｙｓｔａｌｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｉｎｃｌｏｃｋＩＣ［Ｊ］．ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００８，３３（１）：３０－３４．［６］ＡＮ２８６７＿ＳＴ应用文档ＳＴ微控制器振荡器电路设计指南［Ｚ］．２００９．［７］胡明，陈玲玲，施金武，等．石英晶体振荡器负载电容的匹配设计［Ｊ］．低压电器，２０１３（１０）：２７－２９．ＨＵＭ，ＣＨＥＮＬＬ，ＳＨＩＪＷ，ｅｔａｌ．Ｍａｔｃｈｉｎｇｄｅｓｉｇｎｆｏｒｌｏａｄｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｏｆｑｕａｒｔｚｃｒｙｓｔａｌｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ［Ｊ］．ＬｏｗＶｏｌｔａｇｅＡｐｐａｒａｔｕｓ，２０１３（１０）：２７－２９．［８］李肖刚．晶振电路的原理及匹配方法［Ｊ］．家电科技，２０１５（５）：７６－７９．。

一种晶振频率测试方法
晶振频率测试是一种用于测量晶振器工作频率的方法。

晶振器是一种能够稳定产生特定频率信号的设备，常用于电子电路中。

在测试晶振频率时，可以使用以下方法：
1. 使用频率计：频率计是一种能够测量电信号频率的仪器。

将晶振器的输出信号连接到频率计的输入端口，频率计将显示晶振器输出的频率。

这种方法简单易行，但需要有频率计设备。

2. 使用示波器：示波器是一种能够显示电信号波形的仪器。

将晶振器的输出信号连接到示波器的输入端口，示波器将显示晶振器输出的波形。

在示波器上测量波形的周期，并求出对应的频率。

这种方法需要有示波器设备，但可以同时观察晶振器的波形。

3. 使用计数器：计数器是一种能够精确计数信号脉冲数量的仪器。

将晶振器的输出信号连接到计数器的输入端口，设定计数时间，并记录计数器显示的脉冲数量。

通过计算脉冲数量除以计数时间，可以求得晶振器的频率。

这种方法可以获得较高的测量精度，但需要有计数器设备。

4. 使用微处理器或单片机：当拥有微处理器或单片机时，可以通过对晶振器输出信号进行采样并计算其频率。

取样时间的长度及采样点数可以根据需要进行设置，通过计算采样点数除以取样时间，可以求得晶振器的频率。

这种方法灵活性
较高，但需要有相应的开发工具和编程能力。

需要注意的是，在进行晶振频率测试时，应确保测量环境的稳定性，以免外界干扰对测试结果产生影响。

另外，不同的测试方法可能适用于不同的应用场景，需要根据实际情况选择合适的测试方法。

8m无源晶振的晶振电路一、无源晶振的基本概念无源晶振，又称无源谐振器，是一种利用石英晶体材料的压电效应来实现频率振荡的电子元件。

它广泛应用于各种电子设备中，如计时、通信、控制等领域。

无源晶振因其体积小、精度高、稳定性好等特点，成为现代电子技术中不可或缺的组成部分。

二、8m无源晶振的参数解析8m无源晶振，指的是频率为8MHz（即8百万分之一秒）的无源晶振。

在选择和使用8m无源晶振时，需要了解以下几个关键参数：1.频率：8MHz2.负载电容：CL（典型值约为15pF）3.工作电压：VCC（一般为3.3V或5V）4.温度范围：T（一般为0℃~70℃）5.封装形式：如DIP、SMD等三、晶振电路的组成及工作原理晶振电路是由石英晶体、电容、电阻等元件组成的振荡电路。

其工作原理如下：1.石英晶体在电场作用下产生压电效应，将电能转化为机械能；2.机械能振动传递到晶振电路的负载电容上，形成电信号；3.电信号经过放大、滤波等处理，输出稳定的振荡信号。

四、晶振电路的性能优化与应用为了提高晶振电路的性能，可以采取以下措施：1.选用高品质的无源晶振，确保频率稳定性和精度；2.合理设计负载电容和电阻，以提高电路的稳定性；3.采用屏蔽和滤波技术，降低外部干扰对电路的影响；4.优化电路布局，减小信号传输过程中的损耗。

晶振电路的应用领域十分广泛，如：1.计时：用于电子钟、计时器等设备；2.通信：用于调制和解调信号，实现数据传输；3.控制：用于嵌入式系统、智能家居等领域的控制器；4.测量：用于频率计、示波器等测试仪器。

五、总结与展望本文从无源晶振的基本概念出发，详细介绍了8m无源晶振的参数及其应用，并对晶振电路的组成和工作原理进行了阐述。

随着现代电子技术的不断发展，对晶振电路的需求和要求也越来越高。

8m无源晶振的晶振电路
一个8M无源晶振的晶振电路通常由一个无源晶振器和相关的
电容、电阻组成。

晶振器是一个特殊的电子元件，可以产生稳定的频率信号。

在无源晶振电路中，晶振器不需要外部的电源供电，它可以通过环境中的电磁波或其他外部信号激励产生振荡。

为了稳定晶振器的工作，通常需要将晶振器连接到电容和电阻网络上。

这个网络的作用是调节晶振器的振荡频率，并提供稳定的电压和电流。

具体的8M无源晶振电路可以设计如下：
1. 将晶振器的输入引脚连接到一个电容上。

这个电容一般称为负载电容，它的作用是提供晶振器所需的电容负载。

负载电容的数值一般由晶振器的规格决定。

2. 将晶振器的输出引脚连接到一个电容上，并将这个电容的另一端接地。

这个电容一般称为耦合电容，它的作用是对晶振器的输出信号进行直流分路，提供稳定的工作环境。

3. 将耦合电容的中间引脚连接到一个电阻上，并将这个电阻的另一端连接到晶振器的输入引脚。

这个电阻一般称为反馈电阻，它的作用是提供晶振器所需的反馈电流，维持振荡的稳定性。

4. 将晶振器的输入引脚和输出引脚分别连接到外部电路中的其
他电子元件，完成整个电路的设计。

需要注意的是，以上描述仅仅是一个简单的示意图，具体的电路设计可能还需要考虑其他因素，比如电路的功耗、EMI（电
磁干扰）等。

另外，需要注意的是，无源晶振电路只能产生振荡信号，不能对信号进行放大或者处理。

如果需要对信号进行放大或者处理，可以在晶振电路后面接入其他的电子元件，比如放大器、滤波器等。

一种晶振频率测试方法引言晶振（Crystal Oscillator）是电子设备中常见的被动元件之一，用于产生稳定的频率信号。

在电子设备的设计、制造和维护过程中，经常需要对晶振的频率进行测试。

本文将介绍一种简单可行的晶振频率测试方法。

原理晶振的频率测试是通过测量晶振振荡器输出的频率来进行的。

具体原理如下：1. 将晶振振荡器输出的频率分频，得到一个合适的测量范围。

2. 使用计数器将分频后的脉冲进行计数并计时，得到一定时间内的脉冲个数。

3. 根据计数结果和测量时间，计算出晶振的频率。

实施步骤步骤一：准备测试设备1. 准备一台具有计数器功能的示波器，或者单独的计数器设备。

2. 准备一根合适的信号线和探头，用于连接晶振振荡器的输出端和测试设备的输入端。

步骤二：连接和设置测试设备1. 将信号线的一端插入晶振振荡器的输出端，并确保连接牢固。

2. 将信号线的另一端连接到测试设备的输入端。

3. 根据测试设备的操作说明书，设置测试设备的参数，如输入阻抗、参考电平等。

步骤三：进行频率测试1. 打开晶振振荡器的电源，确保晶振振荡器正常工作。

2. 启动测试设备，开始测量晶振振荡器的频率。

3. 根据测试设备的操作说明书，选择适当的测量模式，如即时测量或定时测量。

4. 进行频率测试，测量一定时间内的脉冲个数。

5. 根据测量结果和测量时间，计算出晶振的频率。

注意事项1. 在连接测试设备之前，确保晶振振荡器的输出端不与其他电路连接，以免影响测试结果。

2. 在测量频率时，应选择适当的分频比例，以保证测试结果在测试设备的测量范围内。

3. 测量时间越长，测量结果越准确，但同时也会增加测试时间。

根据需要，选择合适的测量时间。

4. 在进行频率测试过程中，应注意测试设备和线缆的稳定性，确保信号传输的可靠性和准确性。

结论通过上述步骤，我们可以利用计数器设备或计数器功能的示波器有效地测量晶振的频率。

这种晶振频率测试方法简单易行，只需要一些基本的测试设备和线缆即可完成。