晶振介绍综述

一、定义及原理

  石英晶体谐振器，简称石英晶体或晶振，是利用石英晶体（又称水晶）的压电效应，用来产生高精度振荡频率的一种电子元件，属于被动元件。该元件主要由石英晶片、基座、外壳、银胶、银等成分组成。根据引线状况可分为直插（有引线）与表面贴装（无引线）两种类型。

  每个单片机系统里都有晶振，在单片机系统里晶振的作用非常大，晶振的提供的时钟频率越高，那单片机的运行速度也就越快。晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，以提供稳定，精确的单频振荡。晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。

二、有源晶振与无源晶振的区别

  1.无源晶振是有2个引脚的无极性元件，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，有源晶振有4只引脚，是一个完整的振荡器，其中除了石英晶体外，还有晶体管和阻容元件，如果有时钟电路，就用无源，否则就用有源。
  2、无源晶体没有电压的问题，信号电平是可变的，根据起振电路来决定的，同样的晶体可以适用于多种电压，可用于多种不同时钟信号电压要求的DSP。
  3、有源晶振信号质量好，比较稳定，而且连接方式相对简单，不需要复杂的配置。电路有个点标记的为1脚，按逆时针（管脚向下）分别为2、3、4。有源晶振通常的用法：一脚悬空，二脚接地，三脚接输出，四脚接电压。相对于无源晶体，有源晶振的缺陷是其信号电平是固定的，需选择好合适输出电平，灵活性较差，而且价格高。

三、晶振的测量方法

  1、给装置进行上电使其处于正常工作状态，使用万用表进行测量，将万用表调置R×10k挡，测试晶振两端的电阻值，若为无穷大，说明晶振无短路或漏电。
  2、试电笔插入试电插孔内，用手指捏住晶振的任一引脚，将另一引脚碰触试电笔顶端的金属部分，若试电笔氖泡发红，说明晶振是正常状态。反之，则说明晶振损坏。
  3、数字万用表的电容档测量其电容，一般情况下一个好的晶振有几十pf的电容量，一般损坏的晶振容量明显减小。
  4、使用万用表测量晶振的两个引脚电压是否是芯片工作电压的一半，比如工作电压是5V，则晶振引脚电压是否是2.5V左右。另外如果用镊子碰晶体另外一个脚，这个电压有明显变化，证明是起振了的，一般晶振振荡时，用万用表的直流电压档测它的管脚的电压，不同的电路电压有所不同，一般是零点几伏至二点几伏。
  注意：一节1.5V的电池接在晶振的两端把晶振放到耳边仔细的听，当听到哒哒的声音那就说明它起振了，就是好的。有些晶振的起振要求需要模块处于通信状态。

四、晶振不起振的原因

  1、PCB板布线错误；
  2、单片机质量有问题；
  3、晶振质量有问题；
  4、负载电容或匹配电容与晶振不匹配或者电容质量有问题；
  5、PCB板受潮，导致阻抗失配而不能起振；
  6、晶振电路的走线过长；
  7、晶振两脚之间有走线；
  8、外围电路的影响；

五、晶振不起振解决方案：

  1、排除电路错误的可能性，因此你可以用相应型号单片机的推荐电路进行比较；
  2、排除外围元件不良的可能性，因为外围零件无非为电阻，电容，你很容易鉴别是否为良品；
  3、排除晶振为停振品的可能性，因为你不会只试了一二个晶振；
  4、试着改换晶体两端的电容，也许晶振就能起振了，电容的大小请参考晶振的使用说明；
  5、在PCB布线时晶振电路的走线应尽量短且尽可能靠近IC，杜绝在晶振两脚间走线；#

六、晶振的发展趋势

  1、小型化、薄片化、片式化。
  2、高精度与高稳定度：无补偿式晶体振荡器总精度也能达到25ppm。
  3、低噪声，高频化：相位噪声是表征振荡器频率颤抖的一个重要参数。
  4、低功耗，快速启动：低电压工作，低电平驱动和低电流消耗。

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