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晶振使用中之常见问题及解决方法

众所周知,在电子行业有这样一个形象的比喻:如果把MCU比作电路的“大脑”,那么晶振毫无疑问就是“心脏”了。同样,电路对“晶体晶振”(以下均简称:“晶振”)的要求也如一个人对心脏的要求一样,最需要的

  众所周知,在电子职业有这样一个形象的比方:假如把MCU比作电路的“大脑”,那么晶振毫无疑问便是“心脏”了。相同,电路对“晶体晶振”(以下均简称:“晶振”)的要求也如一个人对心脏的要求相同,最需求的便是安稳牢靠。晶振在电路中的效果便是为体系供给根本的频率信号,假如晶振不作业,MCU就会中止导致整个电路都不能作业。可是许多工程师对晶振缺少满意的注重和了解,而一旦出了问题却又体现的束手无策,缺少解决问题的思路和方法。

  晶振不起振问题概括

  1、物料参数选型过错导致晶振不起振

  例如:某MCU需求匹配6PF的32.768KHz,成果选用12.5PF的,导致不起振。

  解决方法:替换契合要求的标准类型。必要时请与MCU原厂或许咱们承认。

  2、内部水晶片决裂或损坏导致不起振

  运送进程中损坏、或许运用进程中下跌、碰击等要素形成晶振内部水晶片损坏,然后导致晶振不起振。

  解决方法:替换好的晶振。平常需求留意的是:运送进程中要用泡沫包厚一些,防止半途损坏;制程进程中防止下跌、重压、碰击等,一旦有以上状况产生制止再运用。

  3、振荡电路不匹配导致晶振不起振

  影响振荡电路的三个目标:频率差错、负性阻抗、鼓励电平。

  频率差错太大,导致实践频率偏移标称频率然后引起晶振不起振。

  解决方法:挑选适宜的PPM值的产品。

  负性阻抗过大太小都会导致晶振不起振。

  解决方法:负性阻抗过大,能够将晶振外接电容Cd和Cg的值调大来下降负性阻抗;负性阻抗太小,则能够将晶振外接电容Cd和Cg的值调小来增大负性阻抗。一般来说,负性阻抗值应满意不少于晶振标称最大阻抗3-5倍。

  鼓励电平过大或许过小也将会导致晶振不起振

  解决方法:经过调整电路中的Rd的巨细来调理振荡电路对晶振输出的鼓励电平。一般来说,鼓励电平越小越好,处理功耗低之外,还跟振荡电路的安稳性和晶振的运用寿命有关。

  4、晶振内部水晶片上附有杂质或许尘土等也会导致晶振不起振

  晶振的制程之一是水晶片镀电极,即在水晶片上镀上一次层金或许银电极,这要求在万级无尘车间作业完结。假如空气中的尘土颗粒附在电极上,或许有金渣银渣残留在电极上,则也会导致晶振不起振。

  解决方法:替换新的晶振。在挑选晶振供货商的时分需求对厂商的设备、车间环境、工艺及制程才能予以考量,这关系到产品的质量问题。

  5、晶振呈现漏气导致不起振

  晶振在制程进程中要求将内部抽真空后充溢氮气,假如呈现压封不良,导致晶振气密性欠好呈现漏气;或许晶振在焊接进程中由于剪脚等进程中产品的机械应力导致晶振呈现气密性不良;均会导致晶振呈现不起振的现象。

  解决方法:替换好的晶振。在制程和焊接进程中必定要标准作业,防止误操作导致产品损坏。

  6、焊接时温度过高或时刻过长,导致晶振内部电功能目标呈现异常而引起晶振不起振

  以32.768KHz直插型为例,要求运用178°C熔点的焊锡,晶振内部的温度超越150°C,会引起晶振特性的恶化或许不起振。焊接引脚时,280°C下5秒以内或许260°C以下10秒以内。

  不要在引脚的根部直接焊接,这样也会导致晶振特性的恶化或许不起振。

  解决方法:焊接制程进程中必定要标准操作,对焊接时刻和温度的设定要契合晶振的要求。如有疑问可与咱们联络承认。

  7、贮存环境不妥导致晶振电功能恶化而引起不起振

  在高温或许低温或许高湿度等条件下长时刻运用或许保存,会引起晶振的电功能恶化,或许导致不起振。

  解决方法:尽或许在常温常湿的条件下运用、保存,防止晶振或许电路板受潮。

  8、MCU质量问题、软件问题等导致晶振不起振

  解决方法:目前市场上面MCU散新货、翻新货、拆机货、贴牌货等鱼龙混杂,假如没有必定的职业经历或许挑选正规的供货商,则极易买到非正品。这样电路简单呈现问题,导致振荡电路不能作业。别的即便是正品MCU,假如烧录程序呈现问题,也或许导致晶振不能起振。

  9、EMC问题导致晶振不起振

  解决方法:一般来说,金属封装的制品在抗电磁搅扰上优于陶瓷封装制品,假如电路上EMC较大,则尽量选用金属封装制品。别的晶振下面不要走信号线,防止带来搅扰。

  10、其他问题导致晶振不起振

  晶振其他不良问题概括

  1、频率偏移超出正常值。

  解决方法:当电路中心频率正偏时,阐明CL偏小,能够添加晶振外接电容Cd和Cg的值。当电路中心频率负偏时,阐明CL偏大,能够削减晶振外接电容Cd和Cg的值。

  2、晶振在作业中呈现发烫,逐步呈现停振现象。

  扫除作业环境温度对其的影响,最或许呈现的状况是鼓励电平过大。

  解决方法:将鼓励电平DL下降,可添加Rd来调理DL。

  3、晶振在作业逐步呈现停振现象,用手碰触或许用电烙铁加热晶振引脚又开端作业。

  解决方法:呈现这种状况是由于振荡电路中的负性阻抗值太小,需求调整晶振外接电容Cd和Cg的值来到达满意振荡电路的回路增益。

  4、晶振虚焊或许引脚、焊盘不吃锡。

  呈现这种状况一般来说引脚呈现氧化现象,或许引脚镀层坠落导致。

  解决方法:晶振的贮存环境适当重要,常温、常湿下保存,防止受潮。别的晶振引脚镀层坠落,或许跟晶振厂商或许SMT厂商的制程工艺有关,需求进一步承认。

  5、同一个产品试用两家不同晶振厂商的产品,成果不相同。

  呈现这种状况很好了解,不同厂商的资料、制程工艺等都不相同,会导致在标准参数上有少许差异。例如相同是+/-10ppm的频偏,A的或许大部分是正偏,B的或许大部分是负偏。

  解决方法:一般来说在这种状况下,假如是射频类产品最好让晶振厂商帮助做一些电路匹配测验,这样保证电路匹配的最好。假如对错射频类产品则一般在目标相同的状况下能够兼容。

  6、晶振外壳坠落。

  有时晶振在过回流焊后会呈现晶振外壳坠落的现象;有些是由于晶振遭到外力碰击等原因导致外壳坠落。

  解决方法:SMT厂在晶振过回流焊之前,请充沛承认炉温曲线是否满意晶振的过炉要求,一般来说正规的晶振厂商供给的datasheet中都会供给参考值。

  假如是外力要素导致的坠落则尽量防止这种状况产生。

  7、其他不良问题

  晶振规划、进程中的主张

  1、在PCB布线时,晶振电路的走线尽或许的短直,并尽或许接近MCU。尽量下降振荡电路中的杂散电容对晶振的影响。

  2、PCB布线的时分,尽量不要在晶振下面走信号线,防止对晶振产生电磁搅扰,然后导致振荡电路不安稳。

  3、假如你的PCB板比较大,晶振尽量不要规划在中心,尽量靠边一些。这是由于晶振规划在中心方位会因PCB板变形产生的机械张力而受影响,或许呈现不良。

  4、假如你的PCB板比较小,那么主张晶振规划方位尽量往中心靠,不要规划在边缘方位。这是由于PCB板小,一般SMT过回流焊都是多拼板,在分板的时分产生的机械张力会对晶振有影响,或许产生不良。

  5、在挑选晶振的类型及标准参数时,工程师应尽量与晶振大厂商或许专业代理商承认,防止挑选的尺度或许目标不常用,导致供货渠道少、批量供货周期长而影响出产,而且在价格上也会处于被迫。

  6、带有晶振的电路板一般不主张用超声波清洗,防止产生共振而损坏晶振导致不良。

  尽管一般的晶振价格都比较廉价,在电路上也不那么起眼,可是晶振现在越来越受工程师的注重了。最直接的原因便是假如晶振呈现异常,常常让工程师们抓狂,而且常常束手无策。因而挑选一家好的晶振供货商就显得尤为重要了。

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