晶振的共振状态如何工作?
21ic 2024-07-08

晶振的使用频率很高,在很多电子设备中都有晶振的身影。为增进大家的晶振的认识,本文将对晶振损坏时的一些特征现象,以及晶振失效的三大原因以及对应的解决办法予以介绍。如果你对晶振具有兴趣,不妨继续往下阅读哦。

一、晶振损坏会有哪些特征现象

在工作电路中,如果晶振损坏会有哪些特征现象呢?晶振损坏分为两大类,一是彻底停振,二是具有不稳定性。

(一)彻底停振

如果晶振停振,对手机而言可能无法正常开机,就像心脏突然停止跳动,以该晶振为时钟信号的电路都会停顿罢工。

(二)具有不稳定性

引起不稳定性的原因有很多,可能是晶振质量问题,更多原因则是晶振参数与电路参数不相匹配,例如系统要求精度20ppm,而晶振参数只有50ppm;再或者匹配电容要求12PF,而实际电容只有9PF诸多原因。

1、彻底损坏时的解决办法

彻底损坏时,可将其拆下,与正常同型号集成电路对比测其每一引脚对地的正、反向电阻,总能找到其中一只或几只引脚阻值异常;

2、具有不稳定性的解决办法

咨询专业的晶振供应商,算出正确电容匹配值更换晶振,或者是更换外挂电容。更换精度合适的晶振,如果是其它问题引起的不稳定,用无水酒精冷却被怀疑的集成电路,如果故障发生时间推迟或不再发生故障,即可判定。通常只能更换新集成电路来排除。

二、晶振失效三大原因及解决办法

如果说选型晶振是工程师的必修课,那么学会晶振失效基础分析则是加分项。工程师选购在选择晶振时,不单单要考虑到性价比,同样重要的还有晶振参数匹配性。

选择不适当时可能会导致晶振不起振,系统无法正常运行,那在晶振不起振的情况下如何分析并解决?

(一)物料选型时,参数不匹配

1、等效负载需要6PF而选择了15PF。

解决办法:更换符合要求的规格型号。必要时请与MCU原厂或者晶振厂商确认。

2、频率误差(ppm)太大,导致实际频率偏移标称频率从而引起晶振不起振。

解决办法:选择合适的PPM值的产品。

3、负性阻抗过大太小都会导致晶振不起振。

解决办法:调节晶振外接电容,如图3中C1 C2,一般而言,负性阻抗值应满足不少于晶振标称最大阻抗3-5倍。负性阻抗过大,可以将晶振外接电容Cd和Cg的值调大来降低负性阻抗;

4、激励电平过大或者过小导致晶振不起振。

解决办法:通过调整电路中的Rd的大小来调节振荡电路对晶振输出的激励电平。一般而言,激励电平越小越好,处理功耗低之外,还跟振荡电路的稳定性和晶振的使用寿命有关。

(二)焊接、存储等使用不规范

1、 焊接时温度过高或时间过长,导致晶振内部电性能指标出现异常而引起晶振不起振。

解决办法:解决办法:焊接制程过程中一定要规范操作,对焊接时间和温度的设定要符合晶振的要求。如有疑问可与我们联系确认。

2、储存环境不当导致晶振电性能恶化而引起不起振。

解决办法:尽可能在常温常湿的条件下使用、保存,避免晶振或者电路板受潮。

3、EMC问题导致晶振不起振

解决办法:一般而言,金属封装的制品在抗电磁干扰上优于陶瓷封装制品,如果电路上EMC较大,则尽量选用金属封装制品。另外晶振下面不要走信号线,避免带来干扰。

(三)晶振制造、质量问题

1、晶振生产或运输中内部水晶片破裂或损坏导致晶振不起振。

解决办法:平时需要注意运输过程中要用泡沫包厚一些,避免中途损坏;制程过程中避免跌落、重压、撞击等,一旦有以上情况发生禁止再使用,更换好的晶振。

2、晶振内部水晶片上附有杂质或者尘埃等导致晶振不起振。

解决办法:更换新的晶振。在选择晶振供应商的时候需要对厂商的设备、车间环境、工艺及制程能力予以考量,这关系到产品的品质问题。

当使用时发现晶振不起振,一般从以上三大点找原因即可,若出现停振,则要看看是否发烫,从而可能是激励电平过高的原因;或是晶振在工作逐渐出现停振现象,用手碰触或者用电烙铁加热晶振引脚又开始工作,则一般原因为振荡电路中的负性阻抗值太小,需要调整晶振外接电容Cd和Cg的值来达到满足振荡电路的回路增益。

声明: 本文转载自其它媒体或授权刊载,目的在于信息传递,并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责,如有新闻稿件和图片作品的内容、版权以及其它问题的,请联系我们及时删除。(联系我们,邮箱:evan.li@aspencore.com )
0
评论
  • 相关技术文库
  • 硬件
  • 原理图
  • 信号完整性
  • EMI
下载排行榜
更多
评测报告
更多
EE直播间
更多
广告