晶振不良原因的分析和解決方案
晶振的重要性等于人類的心臟。主板中晶振突然不工作了,著實讓人著急,晶振停振通常出于什么原因了,今天隨著瑞泰電子一起學習有關晶振停振的原因分析
一、晶振不起振問題歸納
1,物料參數選型錯誤導致晶振不起振
此問題出現較多體現在晶振的負載電容,為什么負載電容容易出差錯了?在無源晶振的使用中,外部通常需外接電容電阻等其它元器件,使得無源晶振能正常起振,供IC工作。此處,我們需要注意到的即為外部電容的單位也為PF,晶振的負載電容單位也為PF,當供應商詢問負載電容多大,不懂的采購容易將兩者的參數混淆,這樣參數不匹配,自然會導致晶振無法正常起振,又或者頻率精度產生偏差,容易使得晶振性能時而穩定時而停振!
2,內部水晶片破裂或損壞導致不起振
此問題多出現于圓柱晶振,49/S晶振,陶瓷插件晶振等。因此系列晶振無固定編帶,均采用透明袋包裝,容易在運輸過程中損壞、或者使用過程中跌落、撞擊等因素造成晶振內部水晶片損壞,從而導致晶振不起振。
3,振蕩電路不匹配導致晶振不起振
影響振蕩電路的三個指標:頻率誤差、負性阻抗、激勵電平。
頻率誤差太大,導致實際頻率偏移標稱頻率從而引起晶振不起振。這也是很多采購不明白,同樣頻率,同樣封裝的晶振竟會有不同的單價,因為晶振的精度越高,即代表產品性能越好。不要盲目追求晶振的價格,而忽略晶振的品質!
解決辦法:選擇合適的PPM值的產品。
負性阻抗
激勵電平
4,晶振內部水晶片上附有雜質或者塵埃等也會導致晶振不起振
5,晶振出現漏氣導致不起振
6,焊接時溫度過高或時間過長
7,儲存環境不當導致晶振電性能惡化而引起不起振
在高溫或者低溫或者高濕度等條件下長時間使用或者保存,會引起晶振的電性能惡化,可能導致不起振。
8,MCU質量問題、軟件問題等導致晶振不起振
9,EMC問題導致晶振不起振
1、頻率偏移超出正常值
2、晶振在工作中出現發燙,逐漸出現停振現象。
3、晶振在工作逐漸出現停振現象,用手碰觸或者用電烙鐵加熱晶振引腳又開始工作
4、晶振虛焊或者引腳、焊盤不吃錫。
5、同一個產品試用兩家不同晶振廠商的產品,結果不一樣。
6、晶振外殼脫落。
......
針對以上晶振不良原因產生,瑞泰得出分析且提出解決方案:
1,當電路中心頻率正偏時,說明CL偏小,可以增加晶振外接電容Cd和Cg的值。當電路中心頻率負偏時,說明CL偏大,可以減少晶振外接電容Cd和Cg的值。
2,排除工作環境溫度對其的影響,可能出現的情況是激勵電平過大。
3,出現這種情況是因為振蕩電路中的負性阻抗值太小,需要調整晶振外接電容Cd和Cg的值來達到滿足振蕩電路的回路增益。
4,出現這種情況一般來說引腳出現氧化現象,或者引腳鍍層脫落導致。晶振的儲存環境相當重要,常溫、常濕下保存,避免受潮。另外晶振引腳鍍層脫落,可能跟晶振廠商或者SMT廠商的制程工藝有關,需要進一步確認。
5,不同廠商的材料、制程工藝等都不一樣,會導致在規格參數上有些許差異。例如同樣是+/-10ppm的頻偏,A的可能大部分是正偏,B的可能大部分是負偏。一般來說在這種情況下,如果是射頻類產品好讓晶振廠商幫忙做一些電路匹配測試,這樣確保電路匹配的好。如果是非射頻類產品則一般在指標相同的情況下可以兼容。
6,有時晶振在過回流焊后會出現晶振外殼掉落的現象;有些是因為晶振受到外力撞擊等原因導致外殼脫落。SMT廠在晶振過回流焊之前,請充分確認爐溫曲線是否滿足晶振的過爐要求,一般來說正規的晶振廠商提供的datasheet中都會提供參考值。
雖然一般的晶振價格都比較便宜,在電路上也不那么起眼,但是晶振現在越來越受工程師的重視了。直接的原因就是如果晶振出現異常,經常讓工程師們抓狂,并且經常束手無策。因此選擇一家好的晶振供應商就顯得尤為重要了。
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