关于石英谐振器应用中常见问题及解决方案归纳如下:
石英谐振器也就是我们说的无源石英晶振,是诸多电子产品中一个重要的电子元件,如消费类电子、网络通讯、智能家居、安防、汽车电子等领域。常见问题及推荐解决方案如下:
1. 物料参数选型错误导致晶振不起振。如:时钟芯片需要匹配7.5PF的晶振32.768KHz,实际却选用12.5PF的晶振,导致上板后频偏超差,造成不起振。
解决方法:更换符合要求的规格型号晶振,如12.5PF。必要时请与MCU规格书或设计方确认。
2. 内部水晶片破裂或损坏导致不起振。运输过程中损坏,或使用过程中跌落、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。
解决方法:更换合格晶振。注意:出厂包装要增加抗震措施,避免运输中损坏;在晶振转运及使用过程中避免跌落、挤压、撞击等。
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:频偏范围、负性阻抗、激励功率。
频率偏差太大,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:选择合适精度(PPM)的晶振及/或外接电容。
负性阻抗过小导致晶振不起振。
解决办法:适当调小外接电容Cd和Cg值来提高负性阻抗。
激励功率达大或过小导致晶振不起振。
解决办法:通过调整电路中与晶振串联的Rd电阻来调整振荡电路对晶振输出的激励功率。一般而言,激励功率越小越好。
晶振内部水晶片上附有杂质或尘埃等异物导致晶振不起振。
解决办法:这是晶振制程不良所致,需要更换合格晶振。
晶振出现漏气,气密性不好导致不起振。
解决办法:该问题一般由晶振制程或后续物理性破坏导致,需要换合格晶振。
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。以柱状晶振32.768khz为例,正常要求178℃熔点的焊锡,晶振内部的温度超过150℃,就会引起晶振内部特性 的恶化或不起振。焊接引脚时280℃下5秒内或260℃下10秒内。
解决办法:焊接过程中严格遵循焊接规范流程,焊接时间和温度符合晶振要求。
储存环境不当导致晶振电气参数恶化。
解决办法:避免高温或低温条件下及有腐蚀性气体的环境下储存。依据晶振储存要求对晶振产品进行存放。建议晶振不要久放,尽早使用为佳。
芯片本身质量问题及/或软件问题导致晶振不起振。
解决办法:更换芯片或优化软件。
EMC问题导致晶振不起振。
解决办法:一般而言,金属封装晶振在抗电磁干扰上优于陶瓷封装晶振,如果电路上EMC较大,则建议选用金属封装。晶振下面不要走信号线,避免带来干扰。
频率偏移超出正常值
解决办法:在无源晶振电路中,若晶振中心频率偏正时,可以增加晶振外接电容Cd和Cg值,反之调小这两个电容值。
晶振在工作中出现发烫,逐渐出现频偏现象。若排除工作环境温度对其影响,那么就有可能为激励功率过大造成。
解决办法:将振荡电路中的激励功率DL降低,或增加振荡电路与晶振串联的Rd电阻来调节晶振的驱动功率。
晶振虚焊或引脚、焊盘不上锡。有可能为氧化或晶振引脚镀层脱落导致。
解决办法:短期对策:更换合格晶振。长期对策:改善存储环境及缩短存储时间。