晶振简介及如何使用示波器测试晶振

为什么我用示波器观察晶振引脚的波形时，看不到波形或者波形失真了呢?难道200M的示波器还不能测10M的晶振吗?

常见晶振

首先我们来对晶振进行简要的介绍，晶振大体可以分为两大类：无源晶振和有源晶振。

1、无源晶振

无源晶振是一种无极性元件，需要借助于时钟电路才能产生振荡信号，自身无法振荡起来。无源晶振没有电压的要求，信号电平是可变的，也就是说是根据起振电路来决定的。

图1 无源晶振

2、有源晶振

有源晶振是一个完整的振荡器，里面除了石英晶体外，还有晶体管和阻容元件 。有源晶振不需要内部振荡器，信号质量好，较为稳定，且连接方式相对简单，不需要复杂的配置电路。

图2 有源晶振

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。

示波器测试晶振的正确方法

首先我们来回答标题的问题，用200M示波器绝对可以测试10M晶振的波形，可是为什么测出来的波形是图3的形状呢?

图3 失真的晶振波形

这是因为在测试的时候，探头选择了×1档位，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。

表1 ZP1025S技术参数表

让我们将探头档位调为×10档，此时探头带宽为250MHz，输入电容为13pF±5 pF，我们来看看此时的波形吧。

图4 正确的晶振波形

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。

图5 标配接地弹簧

大家在使用示波器进行测试的时候，除注意示波器的设置之外，还要注意当前探头的档位，不同的档位对应不同的参数，合适的才是最好的!