标签: 晶振失效

晶科鑫为您解答常见晶振失效的原因及解决方法 什么是晶振失效 晶振失效就是指晶振产品无法正常工作，从而造成电子设备不能正常运转的情况。晶振在电子设备中起到非常关键的作用，晶振被誉为是电子电路中的“心脏”，是产生时钟信号的核心部件。晶振失效会导致电子设备的计时不准确甚至停止工作，给设备的正常运转带来严重的影响。晶科鑫将为您从三大方面介绍晶振失效的原因和解决办法： 一、环境因素 环境因素是导致晶振失效的一个常见原因。一些恶劣的环境条件，如高温、高湿、高腐蚀性气体、高盐雾环境等，这些都会对晶振产品产生负面影响。 石英晶体是受温度影响的电子元器件，在高温环境影响下，晶振内部的晶体会趋向不稳定，导致频率失真，极端高温环境下，晶振还有可能直接停止振荡输出时钟信号。此外，高温还可能导致晶振元件老化加速，从而导致晶振失效。 高湿环境下，晶振的金属引脚可能发生氧化，导致连接不稳定，进而引发失效。此外，湿气还会侵蚀晶振的内部结构，破坏晶体的稳定性，导致晶振不工作。 高腐蚀性气体的存在会加速晶振引脚的腐蚀速度，并可能腐蚀晶振本身。这将使晶振失效。 为了避免环境因素对晶振的负面影响，晶科鑫建议可采取以下措施： 1.确保晶振产品的工作环境温度适宜，避免过高的温度;也可以通过增加散热装置、确保空气流通等方式来降低使用环境下的温度。 2.避免晶振产品直接暴露在潮湿环境中，存储时如将晶振产品放在密封的箱体内，或使用防潮剂来吸湿，保持环境的干燥。 3.对于有特殊环境要求的场合，可以采用特殊材料或防腐蚀涂层来保护晶振引脚或整个晶振。 二、电路抗干扰性 电路抗干扰性不良也是晶振失效的常见原因之一。电路抗干扰性差意味着电子设备容易受到干扰，这会直接影响晶振的工作。 电源噪声是电路抗干扰性不良的一个重要因素。电源噪声会引起晶振的频率变化，导致晶振失效。此外，电源噪声还会引发电路中其他元件的异常运行，进一步加剧失效。 电磁干扰EMI是另一个常见的电路抗干扰性问题。电子设备中存在的高频信号源可能引起电磁干扰，从而使晶振的工作受到干扰。 提高电路的抗扰性是解决晶振失效问题的关键，晶科鑫建议可采取以下措施： 1.加强电源线路的过滤和综合保护，降低电源噪声。可以使用滤波电容、稳压电路等设备来减小电源噪声。 2.设计良好的地线和电源线路布局，降低电磁干扰。可以采用屏蔽罩、隔离层等措施来避免电磁干扰。 3.断开与晶振相关的其他干扰源，如远离高频信号源、电磁辐射源等。 4.使用抗干扰型的晶振产品，如展频晶振/扩频晶振产品 但建议还是对电路进行屏蔽设计会有更好的效果，如果电路无法避免，那就只能通过对晶振产品选型进行设计。 三、制造质量 晶振产品生产质量不良也是引起晶振失效的一个重要原因。生产过程中的材料问题、工艺问题和设备问题等，都可能导致晶振的制造质量不达标，进而引起失效。 材料问题包括使用低质量的材料，如低纯度的晶体不合格的封装材料等。这些材料本身的性能不稳定容易引起晶振失效。 工艺问题包括制造过程中的工艺控制不严，如温度控制不恰当、封装成型不完整等。这会直接影响晶振的稳定性和可靠性。 设备问题包括制造设备的质量和性能问题。如果制造设备不稳定，工作温度超过规定范围或其他问题，将直接影响晶振的质量。 确保晶振的制造质量是解决晶振失效的关键，晶科鑫建议可采取以下措施： 1.选择正规厂家的晶振产品，保证产品质量可靠。 2.严格执行相关的制造规范和标准，确保制造过程的稳定性和一致性。 3.采用先进的制造设备，保证设备的稳定性和性能。 四、其它原因 机械冲击和振动：晶振产品内部的石英晶片是很薄的，如果使用环境中或运输过程中会出现机械冲击或振动，会导致晶振产品的脱落或松掉，严重的会导致石英晶片破裂损坏。 电压幅度问题：供电电压过低或过高都可能导致晶振无法正常工作。 静电放电：可能损坏晶振内部结构，导致失效或性能下降。 针对晶振失效的问题，我们应该要综合考虑环境控制、电路设计、制造质量、晶振保管等多个方面，采取相应的预防和改进措施。如果晶振已经失效，那么就需要更换新的晶振或调整电路参数以恢复正常工作，或直接联系我司技术工程师获取解决方案。

晶振可以产生CPU执行命令时需要的时钟频率信号。晶振不起振会导致整个设备无法正常工作。面对失效的晶振，我们可以从以下几点分析其原因： 1. 参数： 在考虑参数，电路和应用的同时，也需要结合实际工作的环境(例如：终端产品应用在高振动，高冲击的环境；有外部磁场干扰的环境；高低温温湿度有差异的环境)。 2. 负载电容： 如果MCU写明需要特定负载电容的谐振器，用户仍需要精准匹配外部电容使其正常工作，否则可能会导致不起振。 3. 频率误差： 选择合适温度范围和温度频差可以保证晶体的输出频率以及各种性能都符合指标的工作温度范围。 4. 负性阻抗： 石英晶体振荡器的振幅条件是振荡起动及能正常持续振荡的条件，回路上的负性电阻绝对值│-R│。 建议振荡宽限为晶振等效串联电阻RR的5倍之上：│-R│≥ 5RR；电路进入正常振荡状态时│-R│变小：达到RR=│-R│。 负性电阻|- R| = Rtest+ Re Rtest=与晶振串联连接纯电阻 Re=振荡时的有效电阻=R1(1+C0/CL)^2 5. 激励电平 如果激励功率过大可能破坏晶体的内部机理，引起振荡频率异常、稳定度下降、频率失真等现象，更为严重的导致电极受损。在电路设计时，KOAN小妹建议您确认所使用的激励等级绝对不超过最大激励等级。 6. 噪声 低噪声晶振主要减少振荡器内部噪声对输出信号的影响，以获得短期频率稳定性的晶体振荡器。 7. 焊接 如果焊接操作不当会对晶振造成损伤，严重时会造成停振；或造成软伤害，即使可以正常工作，在未来的使用中也会造成停振的现象。 8. PCB布局 如果PCB板很大需要进行切割，那么切割的边缘会因为变形而产生机械张力，会对晶振产生影响。晶振需要远离PCB板边缘的地方。凯擎小妹建议应优先将晶振放在中间的地方。 --------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------- 晶振各项参数的分析应使用专业晶振测试仪器。S&A250B网络分析仪可以测量各尺寸直插及贴片石英晶体谐振器，可以提供精确的，重复性好的晶体测量方式，测量超过40种不同的参数。S&A280B测量石英晶体振荡器，分析输出波形及各类电性能参数。 判断晶振性能优良还需要结合频率误差、温度稳定性、起振时间、相位噪声与抖动等参数。KOAN可以快速高水平满足客户的需求、精准化匹配、快速故障分析。