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常見的晶振不起振問題及解決方案,晶振其他不良問題歸納

2024-01-08 09:36 亚洲欧洲男人天堂网
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晶(jing)振,作(zuo)為(wei)電(dian)子(zi)設(she)備的(de)核心(xin)元(yuan)件(jian),為係(xi)統提供(gong)基本(ben)的頻率信號,其穩定性(xing)與可靠性對電路的正常運(yun)行(xing)至關重(zhong)要(yao)。亚洲欧洲国码AV日产系列電子今(jin)天帶(dai)大家重點(dian)探討(tao)晶振使用中的各(ge)種問(wen)題及其(qi)解決(jue)方(fang)案。

一、晶振(zhen)不(bu)起(qi)振問題概述(shu)

晶振不起振是(shi)指晶振無法(fa)產(chan)生(sheng)穩定(ding)的頻率信(xin)號,導致(zhi)整個(ge)電路無(wu)法正常工作。這一(yi)問題可(ke)能由多(duo)種因素引起,包(bao)括(kuo)物料(liao)參數選(xuan)型(xing)錯(cuo)誤(wu)、內(nei)部(bu)水(shui)晶片損壞、振蕩電路不匹配(pei)、晶振內部雜(za)質、晶振漏氣(qi)、焊接不當、儲(chu)存(cun)環(huan)境(jing)不當、MCU或軟件問題以及(ji)EMC問題等。

1.晶振自身(shen)質量(liang)問題(ti)導(dao)致不起振。

晶振在(zai)製(zhi)作過(guo)程中(zhong),如果出現(xian)壓封(feng)不良或(huo)者(zhe)在焊(han)接(jie)過程中因剪(jian)腳等操作導致的機(ji)械應(ying)力,可能會影(ying)響晶振的氣密(mi)性。此外,如果在水晶片鍍電極(ji)時,空(kong)氣中的塵(chen)埃顆(ke)粒附著(zhu)在電極上,或者有(you)金(jin)渣(zha)銀(yin)渣殘留,也(ye)可能導致晶振不起振。而(er)在運輸(shu)和使(shi)用過程中,由於跌(die)落、撞擊等因(yin)素(su),也(ye)可能(neng)造成(cheng)晶振內部水晶片(pian)損(sun)壞(huai),從(cong)而導致晶振無法正常工作。

  • 解(jie)決方案更換(huan)好的晶振。在製作、運輸和(he)使用(yong)過程(cheng)中一定要規範(fan)作業(ye),避免誤操(cao)作導致產品損壞。在選擇晶振供應商(shang)的時(shi)候需(xu)要對廠商的設備(bei)、車(che)間(jian)環境、工藝及製程能力(li)予以考(kao)量,這關(guan)係到產品(pin)的品質(zhi)問題。

2.振蕩電路不匹(pi)配導致晶振不起振

影響振蕩(dang)電路的三(san)個指標:頻率(lv)誤差、負(fu)性阻抗和激勵(li)電平(ping)。

2.1.頻率誤差(cha):頻(pin)率誤差過大(da)可能導致實(shi)際(ji)頻率偏(pian)離(li)標(biao)稱(cheng)頻率,進而導致晶振不起振。

  • 解決方法:選擇(ze)具(ju)有合適(shi)PPM值的晶振產品。

2.2.負性阻(zu)抗(kang):負性阻抗的大小對(dui)晶振的起振有著重要影響。負性阻抗過大或過小(xiao)都可能導致晶振不起振。

  • 解決方案(an):通(tong)過調(diao)整(zheng)晶振外(wai)接電容(rong)Cd和Cg的值,可以調節負性阻抗。當負性阻抗過大時,減(jian)小電容值可以(yi)降低負性阻抗;當負性阻抗過小時,增大電容值可以增(zeng)加(jia)負性阻抗。通常,負性阻抗值(zhi)應至(zhi)少(shao)為晶振標稱最(zui)大阻抗的3-5倍(bei)。

2.3.激(ji)勵電平:激勵電平過大或過小也可能導致晶振不起振。

  • 解決方案:通過調整電路(lu)中的Rd值,可以調節對晶振輸出的激勵電平。一般來(lai)說(shuo),激勵電平越(yue)小越好(hao),這不僅(jin)可以降低功(gong)耗,還(hai)與(yu)振蕩電路的穩定性和晶振的使用壽(shou)命(ming)有關。

3、 焊接時溫(wen)度過高(gao)或時間過長(zhang),導致晶振不起振

以32.768KHz直(zhi)插(cha)型為例(li),要求使用178°C熔(rong)點的焊錫,晶振內部的溫度(du)超(chao)過150°C,會引起晶振特(te)性的惡化(hua)或者不起振。焊接引腳時,280°C下5秒(miao)以內或者260°C以下(xia)10秒以內。

不要在引腳的根(gen)部直接焊接,這樣也會導致晶振特性的惡(e)化或者不起振。

  • 解決辦法焊接製程過程中一定要規範操作,對焊接時間和溫度的設定要符(fu)合晶振的要求(qiu)。

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二、晶振其他不良問題歸(gui)納

1、頻率偏移(yi)超出(chu)正(zheng)常值。

解決辦(ban)法:當電路中心頻率正偏時,說明(ming)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(ming)CL偏大,可以減少晶振外接電容Cd和Cg的值。

2、晶振在工(gong)作中出現發(fa)燙(tang),逐(zhu)漸出現停(ting)振現象(xiang)。

排(pai)除(chu)工作環境溫度對其的影響,最可能出現的情況是激勵電平過大。

解決辦法:將(jiang)激勵電平DL降(jiang)低,可增加Rd來調節(jie)DL。

3、晶振在工作逐漸出現停振現象,用手(shou)碰(peng)觸(chu)或者用電烙(lao)鐵加熱(re)晶振引(yin)腳又(you)開(kai)始(shi)工作。

解決辦法:出現這(zhe)種(zhong)情況(kuang)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(da)到滿(man)足(zu)振蕩電路的回路增益(yi)。

4、晶振虛焊或者引腳(jiao)、焊盤(pan)不吃(chi)錫(xi)。

出現這種情況一般來說引腳出現氧化現象,或者引腳鍍(du)層(ceng)脫落導致。

解決辦法:晶振的儲存環境相(xiang)當重要,常(chang)溫、常濕(shi)下保存,避(bi)免(mian)受潮(chao)。另外晶振引腳鍍層脫(tuo)落,可能跟(gen)晶振廠商或者SMT廠(chang)商的製程工藝(yi)有關,需要進(jin)一步(bu)確認。

5、同一個產品使用兩(liang)家(jia)不同晶振廠商的產品,結(jie)果不一樣。

出現這種情況很好理解,不同(tong)廠商的材料、製程工藝等(deng)都不一樣,會導致在規(gui)格(ge)參數(shu)上(shang)有些(xie)許(xu)差異(yi)。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(fen)是負偏。

解決辦法:一般(ban)來說在這種情(qing)況下,如果是射(she)頻類產品最好讓(rang)晶振廠商幫(bang)忙做(zuo)一些電路匹配測(ce)試(shi),這樣確保電路匹配的最好。如(ru)果是非(fei)射頻類(lei)產品則(ze)一般在指(zhi)標相同的情況下可以兼容。

6、晶振外殼脫落。

有時晶振在過回(hui)流(liu)焊後會出現晶振外殼(ke)掉落的現象;有些是因為晶振受到(dao)外力撞擊(ji)等原(yuan)因導致外殼脫落(luo)。

解決辦法:SMT廠在晶振過回流焊之(zhi)前(qian),請充(chong)分確(que)認(ren)爐溫曲線是否(fou)滿足晶振的過爐(lu)要求,一般來說正規的晶振廠商提供的datasheet中都(dou)會提供參考值。

如果(guo)是外力因素導致的脫落則盡量避免這種情況發生。

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三、晶振設計、過程中的建議(yi)

在晶振的設計(ji)和生產過程中,有幾點建議需要注意,以確保(bao)產品的可靠(kao)性和穩定性。

1.布線(xian)與位(wei)置選擇:

  • 在PCB布(bu)線時,應盡(jin)量使晶振電路的走(zou)線短直,並靠近(jin)MCU。這樣可以降低(di)雜散電容對晶振的影響,提(ti)高其穩(wen)定性。

  • 盡量避免在晶振下方走信號線,以減少電磁(ci)幹(gan)擾(rao)的可能性。

  • 若PCB板(ban)較大,建議將晶振設計在邊緣位置(zhi)。這是因為將晶振放在中間可能會(hui)受(shou)到PCB變(bian)形(xing)產生的機械(xie)張(zhang)力影響。

  • 對於較(jiao)小的PCB板,建(jian)議將晶振設計在靠近中間的位置。這樣(yang)可以在分板過程中減少機械張力對晶振的影響(xiang)。

2.規格與參數選擇:

  • 在選擇晶振型號和規格參(can)數時,應與專(zhuan)業晶振廠商或代(dai)理(li)商進行確認,以確保所(suo)選尺(chi)寸(cun)和指標的可用性。避免選擇不常用的規格,以免影響生產和供貨(huo)周(zhou)期。

3.清(qing)洗(xi)注意事(shi)項(xiang):

  • 對於(yu)帶有晶振的電路板,不建議使用超聲(sheng)波清洗,以避免因共振導致晶振損壞。



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