问一个非常难回答的问题:如何确定晶振是否已经起振?

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XIANSir|  楼主 | 2011-3-17 20:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
如题。我怎么确定晶振是否起振了呢??今天下午倒计时控制板出问题,怀疑是晶振出了问题,用的是51单片机。
可是我们几个包括老大都没有很好的方法确定晶振是否起振,只好用换晶振的方法来试,可是感觉效果不是很好。

于是就在网上查,结果是说啥的都有,以下几个比较典型:
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以前在坛子里看到过,现在只记得是2个脚都是1/2VCC,就算正常起振了。
那么不正常起振的时候都有哪些情况?分别是哪里的原因?
以前说的都挺详细的可是找了半天了也没有找到。
麻烦知道的再说一下。
谢谢了!

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用万用表是比较难判断的。
如果一个高一个低肯定是没有起振。
但是电压是中间电平的也不能充分说明是否正常起振,万一是其它频率就不好判断。
即使是示波器和频率计也不能充分说明,有时候实际上没有起振,但是一加上测试负载或者噪声,它就起振了。
比如程序是好的,但是就是不运行,用镊子一碰晶体,程序就运行了。
所以,以程序正常运行,或者测试缓冲输出的时钟比较科学。

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我都说了,要用专用仪器检测晶振的DLD 和 ΔR(只有这两个参数对起振有影响,但是出问题的可能性不大),如果没有异常,那肯定是负载电容不合适,我们是做电子产品的,像你说的问题以前遇到过,用金属碰触,相当给晶振一个激励信号(间接增大负载电容),当然就起振了;
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就是弄一节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,就是好的嘛!
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现在32.768KHZ石英晶振在过回流焊(最高温度为255度)及波峰焊(最高温度为270度)后石英晶振不起振.经工程人员跟进和分析原因为晶振耐温差过回流焊和波峰焊后坏掉导致不起振.供应商回复此晶振必须用手焊且在3秒内温度不能超过230度.因我公司做的是RoHS产品,用230度的烙铁来焊接晶振很难焊接.请问各位大侠此供应商回复合理吗?
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.贴近耳朵轻摇,有声音就一定是坏的(内部的晶体已经碎了,还能用的话频率也变了)
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测试输出脚电压。一般正常情况下,大约是电源电压的一半。因为输出的是正弦波(峰峰值接近源电压),用万用表测试时,就差不多是一半啦。
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请大侠赐教:到底怎样才能简单可靠的检测晶振是否起振了?
希望听到确实可靠的方法,道听途说的请注明,谢谢高手赐教。

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ayb_ice| | 2011-3-17 20:23 | 显示全部楼层
用万用表的直流档测量两个脚,如果起振电压一般是1/2VCC
有些万用表的内阻小,测量时可能会影响XIN脚,但测量XOUT一般没有问题

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XIANSir|  楼主 | 2011-3-17 20:31 | 显示全部楼层
2# ayb_ice
就是说:只要XOUT电压是1/2VCC一般就认为晶振已经起振了。

好像这样说的人挺多的,我们头儿也用电压表这么测了!不过他又说:即使这样也不能一定认为晶振起振了。

我当时是想用示波器来看波形的,可惜那台古董级的模拟示波器好像坏了——年前用还好好的!

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highgear| | 2011-3-17 21:46 | 显示全部楼层
标题党。

这是一个极其简单的问题:示波器。 如果坏了,去买个新的。

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chunyang| | 2011-3-17 21:59 | 显示全部楼层
判断方法很多,用示波器看波形是最直接的,用数字万用表的电压档测电压也行,因晶振波形的占空比为50%,所以测得的平均电压为1/2Vcc左右,对于51单片机,在使用外置程序存储器的时候还可以测PSEN引脚或P0口引脚的电压或波形,只有晶振电路正常工作,那些引脚才会有信号输出,但现在很少采用片外扩展存储器,所以测晶体两端的电压或波形即可,只是晶振电路设计不良时,测试设备的引入有可能导致停振。

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pa2792| | 2011-3-17 22:07 | 显示全部楼层
嗯楼上的方法很好,值得学习。我一直知道用示波器,现在知道原来手上的万用表也可以,学到了一招绝技。:P

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baiyajun| | 2011-3-17 22:41 | 显示全部楼层
可以用调试器在线调试  打断点看程序是否能到那不。

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XIANSir|  楼主 | 2011-3-17 22:42 | 显示全部楼层
5# chunyang
惭愧惭愧,我一直听别人说1/2VCC,可是没有细想为什么是1/2,只是觉得这可能是晶振的一个特性。没想到就是占空比的问题啊。又长学问了:)

chunyang前辈果然名不虚传啊!回答问题言简意赅,直中主题!

可是有人说石英晶体两个引脚之间要有电压差才是起振,他们为什么会这样说呢???
又有人说“如果一个高一个低肯定是没有起振”,他为什么这么说啊??是不是跟振荡器的原理有关系啊??——今天太晚了,明天查一查振荡器的原理。
他们两个到底谁说的对啊??


还有,上面那个说听声音来判断是否起振的方法到底考不靠谱啊??


还望前辈指教。

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baiyajun| | 2011-3-17 22:42 | 显示全部楼层
可以用调试器在线调试 打断点看程序是否能到那不。

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XIANSir|  楼主 | 2011-3-17 22:43 | 显示全部楼层
4# highgear
哈哈,大侠是自己当老板吗??想买就买!
我跟我们头儿说过好几次要买示波器了,可是每次头儿都摇头——老板那里肯定通不过。

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baiyajun| | 2011-3-17 22:43 | 显示全部楼层
可以用调试器在线调试 打断点看程序是否能到那不。

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chunyang| | 2011-3-17 23:10 | 显示全部楼层
晶体两端的电压差不是平均电压差,虽然事实上因外电路的影响,晶体两端的电压可能会有差别,但这不是判断晶振是否起振的依据,也不是晶振电路正常工作的条件。至于一高一低没有工作是指一端为Vcc或接近Vcc,另一端为0或接近0,这时晶振电路当然没有起振,否则50%的占空比势将平均电压拉到1/2Vcc左右,但这么表达是不确切的,搞技术应该尽量定量精确描述。

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chunyang| | 2011-3-17 23:15 | 显示全部楼层
听声音判断晶振是否起振不可靠,晶体的振荡频率远超人耳能够听见的频率上限,有时能够听到反而是有问题的,说明晶体质量不佳,更多的时候,正常工作的晶体是不会发出任何人耳能听到的声音的,有时声音来自外电路元件,比如开关电源中的储能电感,晶振起振后电路的功耗上升,品质不佳或设计不良的开关电源中的储能电感就会发出声音,凭此来判断自然是大有问题的。

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ejack| | 2011-3-18 08:08 | 显示全部楼层
10# XIANSir

示波器都不给买???
这老板真抠……至少开发部应配备示波器吧,要不然板级调试都拿万用表?完全凭经验瞎蒙???

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XIANSir|  楼主 | 2011-3-18 08:19 | 显示全部楼层
12# chunyang
非常感谢chunyang前辈的热心指导,既然前辈这样的高手都说测电压法能够用于判断晶振是否起振,那么这个方法肯定是可行性很高的了。

前辈不仅告诉了我判断晶振是否起振的方法,还讲解了其中原理和原因,使在下知其然又知其所以然。再次感谢前辈的热心指导。

疑惑以解,此贴可结!又从高手那里学到了知识,非常高兴:)


不过,如果chunyang前辈方便的话,俺想再问一个问题:使用示波器判断晶振是否起振应该是可靠、可行的吧?那有人说“即使是示波器和频率计也不能充分说明,有时候实际上没有起振,但是一加上测试负载或者噪声,它就起振了”,这到底是杞人忧天呢,还是确有可能呢??

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XIANSir|  楼主 | 2011-3-18 08:23 | 显示全部楼层
14# ejack
有的,有两个超级古董级的模拟示波器,只是昨天我们三个人都没能让它工作,今天网上查一查它的手册,看看到底怎么回事——也许真的坏掉了,太古老了!

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t.jm| | 2011-3-18 09:49 | 显示全部楼层
这个嘛纯粹死脑筋,给你出个题怎么用51做个晶振起振检查器和振荡频率!
不难吧?

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xuhai20092009| | 2011-3-18 10:02 | 显示全部楼层
各位前辈,有源的11.0592也是这样测??

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XIANSir|  楼主 | 2011-3-18 10:25 | 显示全部楼层
17# t.jm
比较复杂——还要专用设备!

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szshawn2010| | 2011-3-18 10:33 | 显示全部楼层
4# highgear
哈哈,大侠是自己当老板吗??想买就买!
我跟我们头儿说过好几次要买示波器了,可是每次头儿都摇头——老板那里肯定通不过。
XIANSir 发表于 2011-3-17 22:43


做这一块业务的公司,不需要示波器,你老板真行!佩服佩服,不过可以建议一下,万能表也是可以省掉的。用舌头感觉一下麻木的程序来确定一下电压电流

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