2011年8月30日 星期二

Crystal Oscillator 頻率量測

Crystal Oscillator 晶體震盪器
是一種壓變型的震盪器 利用電壓差於晶體的兩側 使其晶體產生形變
形變之後原先接觸於電極端的接觸點開路 開路之後再次產生形變回復成原先的形狀
原先的形狀會再與電極端接觸 再次產生形變
依此循環而產生波形頻率.
線路結構上會有XTAL_OUT, XTAL_IN

晶體的形變需要在線路的兩個極點增加對地電容
震盪出來的頻率才會穩定~
而傳統設計在對地電容會有3倍,3倍的設計上會使得震盪器較容易起震
現今的設計上較少使用到3倍電容值的設計.

其電性的等效參數 會考慮到IC內的電容、震盪器內部電容、外部對地電容
經過計算後會得到一個負性電阻~ 該負性電阻的阻值越高(指負的越多)
會讓晶體震盪得更穩定 對溫度的特性也會更好.

一般在量測上會有三種方式
1. Oscilloscope 示波器
2. Counter 計數器
3. Spectrum 頻譜分析儀

前兩種方式是使用探測棒(Probe)接觸 但是Probe本身大約會有50pF的容值存在
此會影響到整體震盪的等效電路電容值改變
有可能會使得原本不震而震 或是該震的而不震
也有可能造成量測的頻率與實際頻率有差異

第三種方式是將Probe放置在線路的防焊層上 較不易因為 Probe內電容造成參數的改變
但是Spectrum的價格上較高 使用上也較不簡便~



今天實驗了另一種方法
將原先震盪器的線路斷掉,改接一條較粗的漆包線…
並在漆包線外圍使用長度約10cm 較細的漆包線纏繞
利用電磁的特性去感應粗漆包線上因震盪而發散的磁場

使用Probe接觸細漆包線上的裸銅處,Probe的Ground接觸待測物的Ground。
用Scope或Counter量測頻率

此種方法不會因為探棒的電容特性而改變震盪線路的等效電容
在量測上較為客觀。

補參考連結
TXC 台灣晶技
這篇算是介紹得不錯