晶振不良原因的分析和解决方案
晶振的重要性等于人类的心脏。主板中晶振突然不工作了,着实让人着急,晶振停振通常出于什么原因了,今天随着瑞泰电子一起学习有关晶振停振的原因分析
一、晶振不起振问题归纳
1,物料参数选型错误导致晶振不起振
此问题出现较多体现在晶振的负载电容,为什么负载电容容易出差错了?在无源晶振的使用中,外部通常需外接电容电阻等其它元器件,使得无源晶振能正常起振,供IC工作。此处,我们需要注意到的即为外部电容的单位也为PF,晶振的负载电容单位也为PF,当供应商询问负载电容多大,不懂的采购容易将两者的参数混淆,这样参数不匹配,自然会导致晶振无法正常起振,又或者频率精度产生偏差,容易使得晶振性能时而稳定时而停振!
2,内部水晶片破裂或损坏导致不起振
此问题多出现于圆柱晶振,49/S晶振,陶瓷插件晶振等。因此系列晶振无固定编带,均采用透明袋包装,容易在运输过程中损坏、或者使用过程中跌落、撞击等因素造成晶振内部水晶片损坏,从而导致晶振不起振。
3,振荡电路不匹配导致晶振不起振
影响振荡电路的三个指标:频率误差、负性阻抗、激励电平。
频率误差太大,导致实际频率偏移标称频率从而引起晶振不起振。这也是很多采购不明白,同样频率,同样封装的晶振竟会有不同的单价,因为晶振的精度越高,即代表产品性能越好。不要盲目追求晶振的价格,而忽略晶振的品质!
解决办法:选择合适的PPM值的产品。
负性阻抗
激励电平
4,晶振内部水晶片上附有杂质或者尘埃等也会导致晶振不起振
5,晶振出现漏气导致不起振
6,焊接时温度过高或时间过长
7,储存环境不当导致晶振电性能恶化而引起不起振
在高温或者低温或者高湿度等条件下长时间使用或者保存,会引起晶振的电性能恶化,可能导致不起振。
8,MCU质量问题、软件问题等导致晶振不起振
9,EMC问题导致晶振不起振
1、频率偏移超出正常值
2、晶振在工作中出现发烫,逐渐出现停振现象。
3、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
4、晶振虚焊或者引脚、焊盘不吃锡。
5、同一个产品试用两家不同晶振厂商的产品,结果不一样。
6、晶振外壳脱落。
......
针对以上晶振不良原因产生,瑞泰得出分析且提出解决方案:
1,当电路中心频率正偏时,说明CL偏小,可以增加晶振外接电容Cd和Cg的值。当电路中心频率负偏时,说明CL偏大,可以减少晶振外接电容Cd和Cg的值。
2,排除工作环境温度对其的影响,可能出现的情况是激励电平过大。
3,出现这种情况是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。
4,出现这种情况一般来说引脚出现氧化现象,或者引脚镀层脱落导致。晶振的储存环境相当重要,常温、常湿下保存,避免受潮。另外晶振引脚镀层脱落,可能跟晶振厂商或者SMT厂商的制程工艺有关,需要进一步确认。
5,不同厂商的材料、制程工艺等都不一样,会导致在规格参数上有些许差异。例如同样是+/-10ppm的频偏,A的可能大部分是正偏,B的可能大部分是负偏。一般来说在这种情况下,如果是射频类产品好让晶振厂商帮忙做一些电路匹配测试,这样确保电路匹配的好。如果是非射频类产品则一般在指标相同的情况下可以兼容。
6,有时晶振在过回流焊后会出现晶振外壳掉落的现象;有些是因为晶振受到外力撞击等原因导致外壳脱落。SMT厂在晶振过回流焊之前,请充分确认炉温曲线是否满足晶振的过炉要求,一般来说正规的晶振厂商提供的datasheet中都会提供参考值。
虽然一般的晶振价格都比较便宜,在电路上也不那么起眼,但是晶振现在越来越受工程师的重视了。直接的原因就是如果晶振出现异常,经常让工程师们抓狂,并且经常束手无策。因此选择一家好的晶振供应商就显得尤为重要了。
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