扫频法测量32kHz晶振参数

许剑伟，吴琼烟

（福建省莆田第十中学，福建莆田 351100）

引 言

晶振的负载电容是晶振的重要参数，它影响晶振的频率精度。在时间计时电路中，要求时钟精确，此时必须选择正确的负载电容[1]。因各种原因，我们得到的晶振参数常常不明确，通过本文方法，可简单有效地测得32kHz晶振参数。

一、晶振等效电路

带时间功能的电子产品中，为了省电，一般要求采用低功耗时钟。对于超低功耗的时钟，只能选用100kHz以下的低频晶振。32768Hz（即32kHz）晶振的最大功驱动功率只有1uW，很适合作为时钟。这种晶振属于音叉晶振，其机械振动可转换为电信号。等效电路如图1所示。

图1

晶振等效为电感Ls与电容Cs串联，再与Co并联。

Ls与Cs是晶振的等效电感和等效电容。

r是Ls、Cs的串联谐振损耗电阻。

Co为晶振两个管脚以及封装的寄生电容，32kHz晶振一般为0.8pF至2pF不等。

Co较小，可以用数字电桥测量，测量时需要使用测试座进行测量；也可将测试夹夹在排针上，然后用镊子夹住晶振外壳，再将晶振的两个管脚压在排针上测得。

Cs非常小，Co/Cs一般在400至600。

从晶振两端看进去，存在两个谐振频率。Ls与Cs串联谐振，频率为此频率非常稳定；LsCs与Co并联谐振，频率为显然f与寄生电容C有关，所以f没有f那pops么明确；通过扫频，可以找到这两个频率。

由上述fp与fs公式可得因此C、C的os比值关系为：

晶振要准确谐振在fa=32768Hz，需要接上负载电容CL，等效为Co的值须增加到CL+Co才能谐振在32768Hz。记那么谐振频率fa与Ca关系为易得负载电容选择错误，会导致振荡频率不准确，利用上式绘制fa与Ca的关系曲线如图2所示。……