哪些因素影響了晶振的輸出波形？

晶振（晶體振蕩器），作為一種利用石英晶體特性的諧振裝置，其核心運(yùn)作機(jī)制源自石英晶體的諧振（或稱為共振）效應(yīng)。通過(guò)在晶體的兩個(gè)表面安裝電極，并調(diào)整電壓變化，使其與晶體表面時(shí)間變化率相匹配，從而激發(fā)晶體進(jìn)入穩(wěn)定的振蕩模式。

在實(shí)際應(yīng)用中，示波器在測(cè)量晶振輸出波形時(shí)，會(huì)遇到測(cè)不到波形或波形失真的情況。作為電子領(lǐng)域的佼佼者，愛(ài)普生公司的FAE團(tuán)隊(duì)?wèi){借深厚的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)細(xì)致分析晶振結(jié)構(gòu)與參數(shù)的調(diào)整，深入探討了：哪些因素影響了晶振的輸出波形？為了滿足產(chǎn)品多樣化的需求，在優(yōu)化晶振輸出波形方面，該團(tuán)隊(duì)總結(jié)了一系列嚴(yán)謹(jǐn)而有效的策略和措施。

1、波形失真或測(cè)不到的原因

(1) 帶寬限制：示波器的帶寬是其能夠測(cè)量的較高頻率，在超過(guò)帶寬的頻率上，示波器將無(wú)法顯示正確的波形。如果信號(hào)頻率過(guò)高，將導(dǎo)致失真的現(xiàn)象。

(2) 信號(hào)幅值過(guò)大或過(guò)小：示波器和電路之間的輸入阻抗不同，如果信號(hào)幅值過(guò)大或過(guò)小，在輸入端的反應(yīng)將導(dǎo)致失真。

(3) 電路本身的問(wèn)題：電路中的元器件或設(shè)計(jì)問(wèn)題可能會(huì)導(dǎo)致波形失真。例如，傳輸線延遲、反射等問(wèn)題都可能導(dǎo)致波形失真。

(4) 示波器本身的問(wèn)題：示波器的內(nèi)部元器件、校準(zhǔn)問(wèn)題、探頭選擇等問(wèn)題也會(huì)導(dǎo)致波形失真。

2、影響輸出波形的參數(shù)要點(diǎn)

(1) 以下是一些經(jīng)驗(yàn)法則：

a.頻率越高，上升/下降沿時(shí)間越短

b.供電電壓越高，上升/下降沿時(shí)間越短

c.負(fù)載電容（CL）增加，上升/下降沿時(shí)間變長(zhǎng)；

注意：在相同的條件下（a,b和c）上升/下降沿時(shí)間隨振蕩回路變化而變化。

(2) 什么是上升/下降沿時(shí)間的快慢？

它指的是輸出波形從高電平到低電平或者從低電平到高電平，轉(zhuǎn)換的快慢。

(3) 當(dāng)測(cè)量輸出波形為CMOS的振蕩器時(shí)，避免使用如下所示的同軸電纜；

在這個(gè)例子中：同軸電纜是50Ω，感抗（ZL）應(yīng)該大于212Ω，為保證波形的準(zhǔn)確，應(yīng)該避免過(guò)重的振蕩器負(fù)載。

(4) 振蕩器的電磁干擾性能（EMI）受上升/下降沿時(shí)間的影響較慢的上升/下降速度提供更好的諧波電平，如下所示：

3、為了減少或消除這些因素對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，可以采取以下措施：

(1) 使用高質(zhì)量、高頻率的示波器和探頭，確保帶寬和頻率響應(yīng)足夠高。

(2) 優(yōu)化PCB設(shè)計(jì)，確保晶振附近的布線和接地設(shè)計(jì)合理。

(3) 在每次測(cè)量前調(diào)整探頭補(bǔ)償，確保測(cè)量精度。

(4) 在屏蔽良好的環(huán)境中進(jìn)行測(cè)量，并遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源。

(5) 使用低噪聲電源并添加必要的濾波電容，以提高電源的穩(wěn)定性。

今天江蘇南山電子向大家重點(diǎn)分析：哪些因素影響了晶振的輸出波形？在此之前，我們已經(jīng)探討了晶振電路設(shè)計(jì)的另外兩個(gè)技巧要點(diǎn)，一是探究為什么晶振頻率不準(zhǔn)確，是什么影響了頻率偏移？二是解析為什么電路功耗高，晶振選型正確嗎？若您對(duì)這兩大議題感興趣，歡迎點(diǎn)擊回顧。

相信大家通過(guò)以上三個(gè)技巧的總結(jié)，對(duì)晶振電路的設(shè)計(jì)又有了更深入地了解。正是有了晶振這一“心臟”部件的強(qiáng)有力支持，數(shù)字電路才能夠煥發(fā)出勃勃生機(jī)，為現(xiàn)代科技的發(fā)展貢獻(xiàn)出源源不斷的動(dòng)力。江蘇南山電子是EPSON/愛(ài)普生（中國(guó)）有限公司授權(quán)代理商，歡迎咨詢選購(gòu)愛(ài)普生晶振，如需技術(shù)支持，請(qǐng)撥打江蘇南山電子的電話18251882769（唐經(jīng)理）或者聯(lián)系網(wǎng)站客服。