CMOS有源晶振电压详解

【导读】在电子设备中，CMOS有源晶振作为核心时钟源，其供电电压与输出特性直接影响系统稳定性。然而，高频方波信号的测量常因工具选择不当而产生误差：传统万用表的交流档基于正弦波有效值校准，测量方波时误差可达40%以上，而示波器通过直接捕获峰峰值（Vpp）和频域特性，可精准反映晶振的幅值、占空比及起振状态。本文将从有源晶振的电压特性（如YSO110TR系列兼容1.8-3.3V宽压供电）切入，解析万用表直流档的半压测量原理（3.3V供电时显示约1.65V），并对比示波器在探测CMOS方波时的关键技术参数（如探头衰减档位选择与接地优化），为工程师提供兼具理论基础与实践价值的测量方案参考。

CMOS有源晶振供电电压与输出电压：

方波（CMOS）有源晶振输出电压为交流信号，包含有高电平（Voh）和低电平（Vol），其中高电平约等于其供电电压（约等于90% Vcc）。

Voh: Voltage output high

Vol: Voltage output low

使用万用表测量CMOS有源晶振输出电压的问题

一般情况下，有源晶振输出的是高频方波信号，而万用表的交流档针对正弦波有效值校准，对方波测量误差极大。因此，万用表无法准确测量有源晶振输出电压，仅能通过直流档间接判断是否起振。

利用万用表直流电压档粗测

步骤：

①、将万用表调至直流电压档（DC Voltage），红表笔接晶振输出脚，黑表笔接地（GND）。

②、若输出为方波，直流电压值约为供电电压（Vcc）的50%（例如：3.3V供电时显示约1.65V）。

③、方波的平均电压为高电平与低电平的中间值，但此方法无法反映真实峰峰值。

④、仅能初步判断晶振是否起振（若电压接近Vcc或0V，可能晶振损坏）。

正确测量工具——示波器：

可直接观察波形峰峰值（Vpp）、频率和占空比。

示波器设置建议：

1、探头接地线尽量短，避免引入噪声。

2、触发模式设为“边沿触发”，触发电平设为信号幅度的中间值。

补充：

普通万用表的交流电压档通常仅支持低频（如50Hz~1kHz），而有源晶振的频率通常在MHz级别（如8MHz、16MHz、25MHz等）。高频信号会导致万用表测量值严重偏低甚至完全失效。

输出电平与输入电压直接相关，YXC YSO110TR系列可以兼容1.8~3.3V。