จะทำการทดสอบ resonator ของคริสตัลได้อย่างไร?

ฉันมีแร่คริสตัลควอตซ์ 2 ตัวในบอร์ด pcb ของฉัน: 32.768 kHz และ 20 MHz พวกเขาเชื่อมต่อกับ IC transceiver Freescale MC12311 ซึ่งมีไมโครคอนโทรลเลอร์ HCS08 ฝังอยู่ในนั้น ฉันต้องการทดสอบว่าผลึกเหล่านี้ทำงานอย่างถูกต้องหรือไม่

เครื่องมือที่มี : Oscilloscope, เครื่องวัดความถี่ (Digital Counter), มัลติมิเตอร์แบบดิจิตอล

ฉันจะใช้เครื่องมือเหล่านี้เพื่อทดสอบผลึกในบอร์ดได้อย่างไร

• หมายเหตุ : ควรพิจารณาผลกระทบการโหลด capacitive ของโพรบ ถ้าไม่การวัดจะไม่แม่นยำหรือแย่กว่านั้นผลึกจะไม่ทำงานเลย

แก้ไข 1 : ฉันใช้ทั้งออสซิลโลสโคปและเครื่องวัดความถี่ (ที่มีโพรบ x10) แต่น่าเสียดายที่ไม่มีการตรวจสอบอะไรเลย

อย่างที่ฉันเห็นไม่ยอมรับคำตอบ ให้ฉันเสนอคำตอบอื่น

IC ที่ทันสมัยส่วนใหญ่ใช้Pierce Oscillatorเพื่อสร้างนาฬิกาที่มั่นคงโดยใช้คริสตัล นี่คือการกำหนดค่าวงจรหลัก:

อย่างที่เราเห็นวงจรไม่สมมาตร: ด้านขวาเป็นเอาท์พุทของคนขับรถบางคน (มักจะถูกกำหนดให้เป็น XO) และด้านซ้ายคืออินพุตไปยังเครื่องขยายเสียงที่กลับหัวกลับหาง (มักกำหนดเป็น XI) ดังนั้นจึงค่อนข้างปลอดภัยที่จะสอบสวนปลาย XO (เอาต์พุต) โดยที่การสอบสวนมีความต้านทานค่อนข้างสูง โพรบแบบพาสซีฟ 1:10 ปกติที่มีอิมพิแดนซ์อินพุต 1M ควรทำงาน ในทางปฏิบัติไดร์เวอร์เอาต์พุตในแอมพลิฟายเออร์วงจรถูกทำให้อ่อนแอโดยเจตนาซึ่งโดยทั่วไปจะมีความสามารถในการโหลดไม่เกิน 1mA เพื่อป้องกัน Xtal ไม่ให้ขับเกินขนาด แต่ 1mA ควรเพียงพอที่จะขับเคลื่อนโพรบขอบเขต 1M

ความจุของหัวโพรบอาจเปลี่ยนความถี่ของการแกว่ง 20-50ppm เนื่องจากจะเปลี่ยนการปรับแต่งวงจร (โหลด Xtal, C1 ในซีรีส์กับ C2) อย่างไรก็ตามโหลดโพรบบน XO ไม่ควรหยุดยั้งการสั่นยกเว้นว่าวงจรทั้งหมดมีขนาดเล็กเกินไปและไม่ตรงตามเกณฑ์ความเสถียร (ความต้านทานเชิงลบของเครื่องขยายเสียงควรมากกว่า Xtal ESR 3-5 เท่า หากโพรบทำเช่นนี้ให้พิจารณาการทดสอบ Xtal ว่าล้มเหลว

อย่างใดอย่างหนึ่งไม่ควรลองโพรบอินพุต XI อาจใช้โพรบ 100 MOhm และสำหรับความอยากรู้เท่านั้น เหตุผลไม่ได้อยู่ในความจุของทิป (2-8-12pF หรือ wahtever) แต่ในการทำ DC shift บน XI pin เนื่องจากอิมพีแดนซ์โพรบ จำกัด Pierce oscillator เป็นวงจรที่ไม่เป็นเชิงเส้นที่ละเอียดอ่อนมากและมีข้อเสนอแนะ DC R1 ที่สำคัญมากซึ่งปรับระดับอินพุต DC ให้เข้ากับจุดขยายสูงสุดได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยปกติจะประมาณครึ่งทางจากพื้นดินถึง Vcc ส่วนประกอบ R1 โดยปกติคือ 1MOhm และสูงกว่าและการแกว่งจะกลายเป็นศูนย์กลางที่จุด DC ที่เลือกด้วยตนเอง การแนบแม้แต่โพรบขนาด 10MOhm จะเปลี่ยนจุดนี้ลงการขยายลดลงและการแกว่งจะตาย

และแน่นอนวิธีที่ดีที่สุดในการทดสอบการแกว่งคือไม่ต้องสัมผัสกับโพรบ แต่มีบัฟเฟอร์ภายในพร้อมเอาต์พุตไปยังพินทดสอบ GPIO อื่น ๆ

ฉันมีปัญหาการดีบักที่คล้ายกันเมื่อใช้ตัวควบคุม Atmel ATMEGA328P ของฉันตัวสะท้อนแสงเซรามิก 8Mhz ดูเหมือนจะไม่ทำงาน ฉันมีออสซิลโลสโคปแบบดูอัลแชนแนลดูอัลแชนแนลและมีการกำหนดบอร์ดทำงานที่ฉันทำไว้ก่อนหน้านี้และสัญญาณ 8Mhz ที่ดีสามารถมองเห็นได้ง่ายโดยไม่มีปัญหาเนื่องจากการโหลดโพรบ คุณไม่ควรกังวลเกี่ยวกับผลของโพรบที่มีต่อคริสตัล

ปัญหาหลักที่ฉันพบคือตัวควบคุมที่ตั้งใจขับคริสตัลไม่ได้มีฟิวส์ตั้งไว้อย่างถูกต้องเพื่อใช้คริสตัลภายนอก เมื่อฉันเผาฟิวส์เพื่อเลือกคริสตัลภายนอกแล้วแร่สะท้อนสัญญาณชีวิต!

ดังนั้นมันจึงเป็นจุดที่ดีที่จะมั่นใจได้ว่าไมโครคอนโทรลเลอร์ของคุณที่เชื่อมต่อกับคริสตัลนั้นได้รับการตั้งค่าให้ใช้คริสตัลมิฉะนั้นจะไม่มีสิ่งใดที่จะขับเคลื่อนพลังงานให้มันสั่นไหว เมื่อคุณแน่ใจแล้วว่าเป็นกรณีนี้คุณสามารถเริ่มต้นดูว่าเป็น PCB หรือปัญหาการติดตามอื่น ๆ ปัญหาการต่อสายดินพินผิด ฯลฯ เป็นต้น

ส่วนประกอบภายนอกทำให้ออสซิลเลเตอร์ดูสมมาตร แต่มีแอมพลิฟายเออร์บนชิปที่เป็นอะไรก็ได้ พินของออสซิลเลเตอร์ที่อยู่ทางด้านเอาต์พุตจะมีอิมพิแดนซ์ที่ต่ำกว่าและการวางโพรบขอบเขตนั้นจะไม่ส่งผลกระทบใด ๆ กับมันมากเท่ากับการตรวจสอบพินอินพุต

ถ้ามันสั่นสัญญาณจะมีแอมพลิจูดขนาดใหญ่กว่าอินพุท มันอาจจะไม่ใช่สิ่งที่ดีมากนัก ด้านอินพุตจะลดลงและควรเป็นคลื่นไซน์ (ถูกกรองด้วยคริสตัล)

หากไม่สั่นอินพุตจะมีเสียงดังและควรเป็นแรงดันไฟฟ้าครึ่งหนึ่ง ขาเอาต์พุตจะดูสะอาดตากว่าและอาจอยู่ที่ VDD หรือกราวด์ บางส่วนจะแตกต่างกันไปตามการออกแบบของชิป (และการกำหนดค่า)

หากคุณมีตัวรับสัญญาณสื่อสารที่มีความละเอียดอ่อนเช่นที่ใช้ในวิทยุสมัครเล่นให้เสียบสายระหว่างอินพุตเสาอากาศของตัวรับสัญญาณกับอีกปลายหนึ่งห่างจาก oscillator circiut โดยไม่ต้องแตะวงจรปรับตัวรับรอบความถี่คริสตัล คุณควรได้ยินเสียง และหาความถี่ที่แน่นอน