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晶振在使用过程中可能会受到污染，导致性能下降。可是污染物是怎么进入晶振内部的？如何检测晶振内部污染物？我可不可以使用超声波清洗？今天KOAN凯擎小妹将逐一解答。 1. 污染物来源 a. 制造过程：生产环境不洁净或封装密封不严，可能导致灰尘和杂质进入晶振。 b. 使用环境：高湿度、温度变化、化学物质和机械应力可能导致污染物渗入。 c. 储存不当：不良的储存环境和不合适的包装材料可能引发化学物质迁移。建议储存湿度维持相对湿度在30%至75%的范围内，有助于避免湿度对晶振的不利影响。避免雨淋或阳光直射。 d. 老化和磨损：时间和热循环导致封装材料老化，产生微小裂缝，易于污染物进入。 2. 检测晶振内部污染的方法 a. 频率测试：使用频率计或示波器测量晶振的输出频率，检查是否存在偏差或不稳定现象。频率漂移可能是内部污染的早期信号。 b. 电气特性分析：使用SA250B等专业设备测量晶振的等效串联电阻ESR和谐振频率，可以识别潜在的污染问题。污染可能导致ESR增加，影响晶振的性能。 c. 环境测试：在不同的温度和湿度条件下测试晶振的性能，观察其对环境变化的敏感性。污染可能使晶振在环境变化时表现出更大的不稳定性。 d. 物理检查：检查晶振的外观和封装，寻找任何损坏或密封不良的迹象，这些可能是污染的来源。 e. 专业分析：如果需要深入分析，可以使用X射线检查或扫描电子显微镜进行内部结构分析，检测污染的存在。 3. 超声波清洗晶振？ 超声波清洗是一种高效的去除表面污染物的方法，但在应用于晶振时需谨慎。由于超声波的频率范围通常在20kHz到60kHz之间，接近某些晶振的谐振频率，如32.768kHz的音叉晶体，可能引发共振效应，导致晶片破损。此外，晶片通过导电胶与基座连接，超声波振动可能导致胶体破裂。 因此，在使用超声波清洗晶振前，应检查设备频率，确保其与晶振频率不接近，并保持晶振与外壳之间的适当间距，以减少振动影响。

在电子电路设计和调试中，晶振为电路提供稳定的时钟信号。我们可能会遇到晶振有电压，但不起振，从而导致整个电路无法正常工作的情况。今天凯擎小妹聊一下可能的原因和解决方案。 1. 误区解析 在硬件调试中，许多工程师在测量晶振时发现两端都有电压，例如1.6V，但没有明显的压差，第一反应可能是怀疑短路。 晶振电路本质上是一个交流振荡电路。当晶振未起振时，两端会静止在一个中间电位，通常接近电源电压的一半。万用表测得的是稳定的直流电压，因此没有压差。 这种情况一般是： 晶振没起振，并不是短路。 2. 如何判断真正的短路？ 如果怀疑短路，建议使用万用表的电阻档进行测量。断电后测量晶振两端的电阻： a. 接近0Ω :可能存在短路，如焊锡桥连、晶振内部击穿； b. 几千欧姆以上 :说明晶振电路通畅，只是未振荡。 3. 晶振不起振的常见原因 a. 负载电容不合适： 晶振通常需要外接两个电容。如果电容值不匹配，可能导致不起振。建议查阅晶振规格书，计算合适的负载电容值。 b. 反馈电阻缺失 ：一般在晶振两端会并联一个约1MΩ的反馈电阻，有助于启动振荡。数值不合适，振荡电路可能无法闭环启动。 c. 驱动芯片配置错误 ：像STM32、ESP32等主控芯片需要软件设置为“外部晶振模式”，否则即便电路接得没问题，也不会起振。 d. 晶振本身损坏 ：有些晶振虽然外观看不出问题，但内部石英片可能已断裂或老化。 e. PCB布线问题 ：晶振附近若布线过长、过细或受干扰严重，也会影响振荡效果。 4. 如何正确排查晶振不起振？ a. 断电，测电阻 → 排除短路 b. 检查电容/电阻值 → 确保合理 c. 更换晶振 → 排除器件问题 d. 示波器观察波形 → 确认是否有起振 e. 检查MCU寄存器/启动配置 → 确保设置正确

从智能手机、物联网设备到卫星系统，几乎所有现代通信设备都依赖于精确的信号同步与频率控制。其中，晶振是无线通信系统中的关键元件。本期，凯擎小妹将探讨晶振在无线通信中的重要性及其具体应用。 石英晶体在受到电压时会机械变形，同时当其被机械拉伸或压缩时也会产生电压。这种双向的效应使得晶体在某一特定频率下可以形成稳定的振荡信号，该频率称为其“谐振频率”。 无线通信应用 频率稳定性和精度： 无线通信设备需要在特定频率下发送和接收信号。如果频率偏移，会导致信号混淆、失真、无法通信。晶振的精度通常可达到百万分之一甚至更高，确保通信双方在相同频道下进行交流。 调制与解调： 在无线通信中，调制（如频率调制FM、相位调制PM）是将信息叠加到载波频率上的过程。晶振生成的载波频率直接决定了调制质量和通信距离。接收端的解调器同样依赖晶振来锁定并提取信息信号。 时钟同步与系统协调： 在复杂的无线网络系统，例如5G基站、GPS导航系统，多台设备需要进行高精度的时间同步。晶振为系统提供主时钟信号，确保整个网络中数据收发的节奏一致，防止数据冲突与延迟。 低功耗通信： 低功耗晶振在维持频率精度的同时，能耗极低，是便携设备理想的时钟源。晶振有如下低功耗晶振的选择： 低电压晶振1.2V，频率范围0.25MHz ~ 60MHz； 时钟振荡器32.768KHz； 温补振荡器低电流1.5μA @ +3.3V 32.768KHz。 具体应用 无线游戏手柄： 晶振提供稳定的时钟信号，确保手柄与游戏主机之间的快速、准确通信。通过维持稳定的频率，晶振减少了信号干扰，提高了游戏体验的流畅性。 无线电发射： 晶振用于产生精确的载波频率。它确保发射的无线电波在正确的频率上，从而避免与其他信号的冲突。

很多应用场景要求 精确的时间测量 和 频率控制 。原子钟和晶振是两种常见的计时设备。今天凯擎小妹聊一下它们的原理，及晶振的优势。 1. 原子钟 原子钟基于原子能级跃迁的原理工作。最常见的类型是铯原子钟，它利用铯-133原子的超精细能级跃迁来产生极其稳定的频率。原子钟的精度远高于晶振，通常达到10^-13秒/天，适用于需要极高时间精度的科学研究和导航系统。由于复杂的结构和高昂的制造成本，原子钟主要用于高端应用，如卫星导航、科学研究和国家时间标准。 2. 晶振 晶振利用石英晶体的压电效应。当施加电压时，石英晶体会发生机械振动。这种振动频率非常稳定，广泛用于电子设备中的时钟信号生成、频率稳定和时间基准。常见的晶振精度为0.5ppm, 1ppm, 5ppm, 10ppm, 20ppm, 30ppm等等。其中OCXO精度最高，最少可达到3ppb = 0.003ppm。 晶振的精度虽然不如原子钟，但可以满足大多数消费电子产品、通信设备和计算机系统的应用。 3. 晶振的优势 虽然原子钟的精度远高于晶振，在正常工作温度范围内，晶振的 频率稳定性 非常好。通过温度补偿TCXO或微机电系统MEMS技术，晶振的性能可以进一步提升，满足更高要求的应用。晶振的 生产成本 远低于原子钟。晶振通常 体积非常小 ，适合集成到各种电子设备中，尤其是在空间受限的应用场景，如智能手机、平板电脑和可穿戴设备。另外，晶振能够在各种环境条件下保持良好的性能，包括高温、低温、振动和电磁干扰等。

单片机可以正常运行的一个因素就是 晶振的稳定性 。在工作过程中，晶振可能会受到电磁干扰的影响，导致单片机发生故障，甚至出现死机的情况。今天，凯擎小妹将与大家探讨晶振在电磁干扰下对单片机的影响。 单片机 单片机是一种集成了中央处理器（CPU）、存储器（RAM和ROM）以及输入输出接口（I/O）的微型计算机。它们被广泛应用于从家用电器到工业自动化系统的各个领域。 单片机主要功能： 控制功能；数据处理；通信接口；实时操作。 晶振与电磁干扰 晶振利用压电效应产生稳定的时钟信号，为单片机提供必要的时序基准。电磁干扰是指外部电磁场对电子设备的正常工作产生的干扰。直接影响单片机的时序精度，导致其无法正常执行指令。 晶振受到电磁干扰： 频率漂移；相位噪声增加；信号失真... 单片机死机的原因 当晶振受到电磁干扰导致时钟信号不稳定时，单片机可能会出现以下问题： 程序计数器错误 → 程序执行异常 数据传输错误 → 影响外设通信和数据处理 看门狗定时器失效 → 系统无法自动复位 系统死机 → 无法继续执行任务 如何选择合适的晶振 为了防止电磁干扰对晶振的影响，以下是选择合适晶振的建议： 频率稳定性：选择具有高频率稳定性的晶振，以确保在各种环境条件下都能提供稳定的时钟信号。对于高精度应用，通常要求在±10ppm或更低。 抗干扰能力：选择具有良好抗干扰能力的晶振。扩频晶振通过扩频技术提供更好的抗干扰能力，适用于对电磁干扰敏感的应用场景。 封装类型：直插封装适合需要较强物理连接的应用，而贴片封装适合高密度和小型化设计。选择适合应用环境的封装类型可以提高晶振的稳定性和可靠性。 温度范围：确保晶振能够在设备的工作温度范围内正常工作，避免因温度变化导致的频率漂移。工业应用通常需要宽温度范围的晶振-40°C至+85°C或更宽。