Gemide bir kristal rezonatör nasıl test edilir?

Pcb kartımda 2 adet kuvars kristali rezonatörü var: 32.768 kHz & 20 MHz. Bir HCS08 mikro denetleyicisine gömülü bir Freescale MC12311 alıcı-verici IC'ye bağlanırlar. Bu kristallerin düzgün çalışıp çalışmadığını test etmek istiyorum.

Mevcut araçlar : Osiloskop, Frekans Ölçer (Dijital Sayıcı), Dijital Multimetre.

Gemideki kristalleri test etmek için bu araçları nasıl kullanmalıyım ?

• Not : Probların kapasitif yük etkisi muhtemelen dikkate alınmalıdır. Değilse, ölçüm doğru olmazdı, hatta daha da kötüsü, kristaller hiç işe yaramazdı.

Edit1 : Hem osiloskopu hem de frekans metreyi (x10 problu ) kullandım, ancak ne yazık ki hiçbir şey izlenmedi.

Gördüğüm gibi, hiçbir cevap kabul edilmedi. Bir cevap daha vereyim.

Modern IC'lerin çoğu , kristalleri kullanarak kararlı saatler üretmek için Pierce Osilatör kullanırlar. Ana devre yapılandırması şöyledir:

Görüldüğü gibi, devre simetrik değildir: sağ taraf bazı sürücülerin çıkışıdır (genellikle XO olarak adlandırılır) ve sol taraf bir ters çevirici amplifikatöre (genellikle XI olarak adlandırılır) girilir. Bu nedenle, probun nispeten yüksek bir empedansa sahip olması koşuluyla, XO (çıkış) ucunu problamak nispeten güvenlidir. 1M giriş empedanslı normal 1:10 pasif bir prob işi yapmalıdır. Pratikte, devre yükselticisindeki çıkış sürücüsü, Xtal'ın aşırı hızlanmasını önlemek için kasıtlı olarak zayıftır, tipik olarak 1mA'dan fazla yük kapasitesi yoktur, ancak 1mA bir prob probunu sürmek için yeterince iyi olmalıdır.

Prob ucu kapasitansı, devre ayarını değiştireceğinden (Xtal yük, C2 ile seri olarak C1) salınım frekansını 20-50ppm değiştirebilir. Bununla birlikte, XO üzerindeki prob yükü, tüm devre çok marjinal olmadığı ve stabilite kriterlerini karşılamadığı sürece salınımları kırmamalıdır (amplifikatörün negatif empedansı Xtal ESR'den 3-5 kat daha fazla olmalıdır). Prob bunu yaparsa, Xtal testini başarısız olarak kabul edin.

Asla XI girişini, belki sadece 100 MOhm probla ve sadece merak için araştırmaya çalışmayın. Nedeni uç kapasitansında değil (2-8-12pF veya wahtever), ancak sonlu prob empedansı nedeniyle XI pimine DC kayması verir. Pierce osilatörü çok hassas bir lineer olmayan devredir ve giriş DC seviyesini maksimum amplifikasyon noktasına, genellikle topraktan Vcc'ye yaklaşık yarıya kadar etkili bir şekilde ayarlayan çok önemli bir DC geri besleme bileşenine R1 sahiptir. R1 bileşeni genellikle 1MOhm ve üzeridir ve salınımlar kendi seçtiği DC noktasında ortalanır. 10MOhm probu bile takmak bu noktayı aşağı kaydırır, amplifikasyon düşer ve salınımlar ölür.

Ve elbette, salınımları test etmenin en iyi yolu, problarla dokunmak değil, başka bir GPIO test pimine çıkışlı bir dahili tampona sahip olmaktır.

Atmel ATMEGA328P denetleyicilerimle bir kez benzer bir hata ayıklama sorunu yaşadım, 8Mhz seramik rezonatörler görünüşte çalışmıyorlardı. Bir Rigol çift kanallı cheapo osiloskopum vardı ve daha önce yaptığım bir çalışma kartını kapsamıştım ve probların yüklenmesi nedeniyle herhangi bir sorun olmadan güzel 8Mhz sinyali kolayca görüldü. Probun kristal üzerindeki etkisi konusunda endişelenmemelisiniz.

Bulduğum ana sorun, kristali sürmek için olan kontrol cihazımdı, harici kristali kullanmak için sigortaların doğru ayarlanmamış olmasıydı. Harici kristali seçmek için sigortaları yaktığımda, rezonatörler yaşam belirtileri gösterdi!

Bu nedenle, kristale bağlı mikrodenetleyicinizin kristali kullanmak üzere ayarlandığından emin olmak için iyi bir nokta, aksi takdirde salınım yapmak için içine güç sürecek hiçbir şey yok. Durumun bu olduğundan emin olduktan sonra, PCB veya diğer iz sorunları, topraklama sorunları, yanlış pimler vb.

Harici bileşenler osilatörün simetrik görünmesini sağlar, ancak çip üzerinde bir şey olmayan bir amplifikatör vardır. Çıkış tarafındaki osilatör pimi daha düşük bir empedansa sahip olacaktır ve kapsam probunu buraya yerleştirmek, giriş pimini problamak kadar etkilemez.

Salınımlıysa, çıktı girişten daha büyük bir genliğe sahip olacaktır; aynı zamanda çok iyi bir sinüs dalgası olmayabilir. Giriş tarafı daha düşük olacaktır ve sinüs dalgası olmalıdır (kristal tarafından filtrelenmiş olmalıdır).

Salınımlı değilse, giriş daha gürültülü olacaktır ve besleme voltajının yarısı gibi bir şey olmalıdır. Çıkış pimi daha temiz görünecek ve VDD veya toprakta olabilir. Bunlardan bazıları çipin (ve yapılandırmanın) tasarımına göre değişecektir.

Amatör radyoda kullanılanlar gibi hassas bir iletişim alıcınız varsa, alıcı anten girişi ile diğer uç arasında osilatör devresinden bir inç uzakta, devreye bile dokunmadan, alıcıyı kristal frekansının etrafında ayarlayarak, bir ritmi duymalısın. Ve tam frekansı tespit edin.