
(32MHz无源晶振输出波形:正弦波)
为什么晶振一端有波形另外一端没有波形?
如果测量晶振时发现一端有波形而另一端没有波形,通常意味着电路工作不正常。晶诺威科技分析原因如下:
一、 测量方法错误(最常见原因)
1、探头影响了振荡:
这是最常见的原因。晶振电路对负载电容极其敏感。你接上探头的瞬间,相当于给晶振的一端并联了一个额外的电容(探头电容+人体电容)。这个额外的电容可能破坏了电路的起振条件(改变了负载电容,导致回路增益<1,相移条件不满足)。
2、现象:
探头接触A脚时,A脚有波形;但当你把探头移开A脚去接触B脚时,探头在B脚引入了电容,导致整个振荡器停振或严重畸变,所以B脚看起来“没有波形”或波形极差。
3、验证方法:
使用两个探头,同时分别接在晶振的两个引脚上,接地夹都接系统GND。设置好示波器触发后,再同时给晶振上电。如果能看到两个反相的波形,就说明是探头顺序测量导致了停振。
4、探头或示波器设置问题:
- 通道关闭:不小心关闭了示波器的另一个通道。
- 探头衰减比错误:比如探头是10:1,但示波器通道设置成了1:1,导致信号幅度显示错误,看起来像没信号。
- 触发电平设置不当:信号没有稳定触发,看起来杂乱无章像没波形。
二、 电路故障导致未起振或单端工作
如果排除了测量问题,那么就是电路本身的问题。
1、晶振损坏:
晶振内部石英片碎裂、内部短路或老化,无法谐振。这会导致整个环路无法形成振荡。
2、负载电容问题:
- 电容值不匹配:与晶振并联的两个负载电容(C1, C2)值不对(太大、太小、或完全缺失)。
- 电容损坏:其中一个电容短路或开路。
3、芯片内部振荡器损坏:
MCU或时钟芯片内部的振荡器单元(反相放大器、偏置电阻等)部分损坏,只能单端驱动,无法形成完整的反馈环路。
4、PCB布局或焊接问题:
- 虚焊/冷焊:晶振的某一个引脚、或一个负载电容虚焊,导致电气连接不稳定。
- 走线问题:晶振走线过长,靠近噪声源或电源,导致环路噪声抑制比变差而停振。
5、芯片配置错误(对于MCU):
- 程序没有正确配置时钟源(例如,默认使用了内部RC振荡器,外部晶振被禁用)。
- 芯片的晶振相关引脚被错误地配置成了GPIO(输入/输出)模式,而不是振荡器模式。
三、特殊情况(可能看起来像“一端有波形”)
1、波形幅度差异极大:
一端是正常的几百毫伏到几伏的正弦波,另一端幅度极小(如几十毫伏),由于示波器量程设置不当,幅度小的那个看起来就像一条直线。尝试调小示波器的垂直档位(V/div),仔细观察“无波形”的那一端是否有微弱信号。
2、芯片内部集成负载电容:

有些MCU(如某些STM32系列)在内部为晶振引脚集成了可选的负载电容。如果启用了内部电容,并且与外部电容并联,总电容可能过大,导致振荡很弱甚至不起振。

总之,一个健康的、正在工作的无源晶振电路,其两个引脚必须同时存在相位相反的振荡波形。如果只有一端有波形,本质上意味着振荡反馈环路没有正常工作,需要从“测量影响”和“电路故障”两个维度进行系统排查。务必优先使用双探头同时测量法来排除测试干扰。
