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晶振不起振導致整機不上電?快速分析問題並處理

作者:由 IC元器件採購平臺 發表于 書法時間:2022-12-27

晶振主要是指晶體振盪器,而晶體振盪器則是指從一塊石英晶體上按照一定的方位角切下來的薄片,我們簡稱為晶片,是時鐘電路中最重要的部件。石英晶體諧振器,簡稱為石英晶體或晶體、晶振;而在封裝內部新增IC組成振盪電路的晶體元件稱為晶體振盪器。其作用在於產生原始的時鐘頻率,這個頻率經過頻率發生器的放大或縮小後就成了電腦中各種不同的匯流排頻率。由於石英諧振器具有體積小、重量輕、可靠性高、頻率穩定度高等優點,被應用於家用電器和通訊裝置中。

晶振不起振導致整機不上電?快速分析問題並處理

晶振停振

大量晶振不起振造成整機無電問題的原因有:

晶體本身原因:晶片碎裂、寄生、DLD不良、阻抗過大、頻率不良、晶體牽引力不足過大。

電路原因:其他元件不良、負載電容或電路設計或加工造成的雜散電容離散度大、晶體兩端電壓不足、電路靜態工作點有問題。

晶振損壞

晶振損壞分為兩大類:

徹底停振:如果晶振停振,對手機而言可能無法正常開機,就像心臟突然停止跳動,以該晶振為時鐘訊號的電路都會停頓罷工。

存在不穩定性:引起不穩定的原因有很多,可能是晶振質量問題,更多原因則是晶振引數與電路引數不匹配,例如系統要求20ppm精度,而晶振引數只有50ppm;再或者匹配電容要求12PF,而實際電容只有9PF,諸如此類。

解決辦法

1、徹底損壞

如果晶振徹底損壞,可將其拆下,與正常同型號積體電路對比測量其每隻引腳對地的正、反向電阻,總能找到其中一隻或幾隻引腳阻值異常。

2、存在不穩定性

諮詢晶振供應商,算出正確電容匹配值,然後更換晶振,或者是更換外掛電容。更換精度合適的晶振。如果是其它問題引起的不穩定,用無水酒精冷卻積體電路。如果故障發生時間推遲或不再發生故障,即可判定問題原因。通常只能更換新積體電路來解決。

晶振停振注意要點

由於晶振在剪腳和焊錫的時候容易產生機械應力和熱應力,而焊錫溫度過高和作用時間太長都會影響到晶體,容易導致晶體處於臨界狀態,以至出現時振時不振現象,甚至停振。

在焊錫時,當錫絲透過線路板上小孔 滲過,導致引腳跟外殼連線在一塊,或是晶體在製造過程中,基座上引腳的錫點和外殼相連線導致單漏,都會造成短路,從而引起停振。

當晶體頻率發生頻率漂移,且超出晶體頻率偏差範圍過多時,以至於捕捉不到晶體的中心頻率,從而導致晶片不起振。

由於晶片本身的厚度很薄,當激勵功率過大時,會使內部石英晶片損壞,導致停振。

在檢漏工序中,就是在酒精加壓的環境下,晶體容易產生碰殼現象,即振動時晶片容易跟外殼相碰,從而導致晶體容易出現時振時不振或停振的現象。

在壓封時,晶體內部要求抽真空充氮氣,如果發生壓封不良,即晶體的密封性不好時,在酒精加壓的條件下會表現為漏氣,稱之為雙漏,也會導致停振。

其他要特別注意的問題分析

1、晶振的選型,選擇合適的晶振對微控制器來說非常重要,我們在選擇晶振的時候至少必須考慮諧振頻點、負載電容、激勵功率、溫度特性長期穩定性等引數。合適的晶振才能確保微控制器能夠正常工作。

2、電容引起的晶振不穩定,晶振電路中的電容C1和C2兩個電容對晶振的穩定性有很大影響,每一種晶振都有各自的特性,所以我們必須按晶振生產商所提供的數值選擇外部元器件。通常在許可範圍內,C1,C2值越低越好,C值偏大雖有利於振盪器的穩定,但將會增加起振時間。一般情況下我們使得C2值大於C1值,這樣可使得上電時加快晶振起振。

3、微控制器晶振被過分驅動引起的問題,晶振被過分驅動會漸漸損耗晶振的接觸電鍍從而引起晶振頻率的上升。我們可用一臺示波器來檢測,OSC,輸出腳,如果檢測一非常清晰的正弦波且正弦波的上限值和下限值都符合時鐘輸入需要,則晶振未被過分驅動,相反,如果正弦波形的波峰,波谷兩端被削平,而使波形成為方形,則晶振被過分驅動,這時就需要用電阻RS來防止晶振被過分驅動,判斷電阻RS值大小的最簡單的方法就是串聯一個5k或10k的微調電阻,從0開始慢慢調高,一直到正弦波不再被削平為止,透過此辦法就可以找到最接近的電阻RS值。

4、畫PCB的時候,要求晶振離它的放大電路(IC管腳)越近越好。這是由於晶振的輸出能力有限,它僅僅輸出以毫瓦為單位的電能量。在IC(積體電路)內部,透過放大器將這個訊號放大幾百倍甚至上千倍才能正常使用。晶振和IC間一般是透過銅走線相連的,這根走線可以看成一段電容或數段導線,導線在切割磁力線的時候會產生電流,導線越長,產生的電流越強。

標簽: 晶振  晶體  停振  電容  頻率