晶振的重要性相當(dāng)于人類的心臟。主板中晶振突然不工作了,著實(shí)讓人著急,晶振不起振通常有哪些原因呢?
1、物料參數(shù)選型錯(cuò)誤
此問題出現(xiàn)較多體現(xiàn)在晶振的負(fù)載電容,為什么負(fù)載電容容易出差錯(cuò)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(fù)載電容單位也為PF,當(dāng)供應(yīng)商詢問負(fù)載電容多大,不懂的采購容易將兩者的參數(shù)混淆,這樣參數(shù)不匹配,自然會(huì)導(dǎo)致晶振無法正常起振,又或者頻率精度產(chǎn)生偏差,容易使得晶振性能時(shí)而穩(wěn)定時(shí)而停振!
2、內(nèi)部水晶片破裂或損壞
此問題多出現(xiàn)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(yùn)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(nèi)部水晶片損壞,從而導(dǎo)致晶振不起振。
3、振蕩電路不匹配
影響振蕩電路的三個(gè)指標(biāo):頻率誤差、負(fù)性阻抗、激勵(lì)電平。
頻率誤差太大,導(dǎo)致實(shí)際頻率偏移標(biāo)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(huì)有不同的單價(jià),因?yàn)榫д竦木仍礁?,即代表產(chǎn)品性能越好。不要盲目追求晶振的價(jià)格,而忽略晶振的品質(zhì)!
解決辦法:選擇合適的PPM值的產(chǎn)品。
負(fù)性阻抗過大或過小都會(huì)導(dǎo)致晶振不起振。
解決辦法:負(fù)性阻抗過大,可以將晶振外接電容Cd和Cg的值調(diào)大來降低負(fù)性阻抗;負(fù)性阻抗太小,則可以將晶振外接電容Cd和Cg的值調(diào)小來增大負(fù)性阻抗。一般而言,負(fù)性阻抗值應(yīng)滿足不少于晶振標(biāo)稱最大阻抗3-5倍。
激勵(lì)電平過大或過小也將會(huì)導(dǎo)致晶振不起振。
解決辦法:通過調(diào)整電路中的Rd的大小來調(diào)節(jié)振蕩電路對(duì)晶振輸出的激勵(lì)電平。一般而言,激勵(lì)電平越小越好,處理功耗低之外,還跟振蕩電路的穩(wěn)定性和晶振的使用壽命有關(guān)。
4、晶振內(nèi)部水晶片上附有雜質(zhì)或者塵埃等
晶振的制程之一是水晶片鍍電極,即在水晶片上鍍上一次層金或者銀電極,這要求在萬級(jí)無塵車間作業(yè)完成。如果空氣中的塵埃顆粒附在電極上,或者有金渣銀渣殘留在電極上,則也會(huì)導(dǎo)致晶振不起振。
5、晶振出現(xiàn)漏氣
晶振在制程過程中要求將內(nèi)部抽真空后充滿氮?dú)?,如果出現(xiàn)壓封不良,導(dǎo)致晶振氣密性不好出現(xiàn)漏氣;或者晶振在焊接過程中因?yàn)榧裟_等過程中產(chǎn)品的機(jī)械應(yīng)力導(dǎo)致晶振出現(xiàn)氣密性不良;均會(huì)導(dǎo)致晶振出現(xiàn)不起振的現(xiàn)象。
6、焊接時(shí)溫度過高或時(shí)間過長
晶振以32.768KHz直插型為例,要求使用178°C熔點(diǎn)的焊錫,晶振內(nèi)部的溫度超過150°C,會(huì)引起晶振特性的惡化或者不起振。焊接引腳時(shí),280°C下5秒以內(nèi)或者260°C以下10秒以內(nèi)。不要在引腳的根部直接焊接,這樣也會(huì)導(dǎo)致晶振特性的惡化或者不起振。
7、儲(chǔ)存環(huán)境不當(dāng)導(dǎo)致晶振電性能惡化
在高溫或者低溫或者高濕度等條件下長時(shí)間使用或者保存,會(huì)引起晶振的電性能惡化,可能導(dǎo)致不起振。
8、MCU質(zhì)量問題、軟件問題等
解決辦法:目前市場(chǎng)上面MCU散新貨、翻新貨、拆機(jī)貨、貼牌貨等魚龍混雜,如果沒有一定的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)或者選擇正規(guī)的供貨商,則極易買到非正品。這樣電路容易出現(xiàn)問題,導(dǎo)致振蕩電路不能工作。另外即便是正品MCU,如果燒錄程序出現(xiàn)問題,也可能導(dǎo)致晶振不能起振。
9、EMC問題
解決辦法:一般而言,金屬封裝的制品在抗電磁干擾上優(yōu)于陶瓷封裝制品,如果電路上EMC較大,則盡量選用金屬封裝制品。另外晶振下面不要走信號(hào)線,避免帶來干擾。