使用晶体谐振器常见问题及应对方案

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使用晶体谐振器常见问题及应对方案

作者:扬兴晶振
日期:2021年01月04日 18:00
浏览量:1161

  石英材料利用温度特性良好的厚度切变振动的谐振器。产生频率的作用,具有稳定、抗干扰性能良好的特点,广泛应用于各种电子产品中。
 

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  石英晶体谐振器也就是我们说的石英晶振,是很多如智能家居、安防等领域电子产品中一个重要的电子元件,我们客户在贴片过程往往回遇到各种各样的问题。那么,扬兴科技在这里为大家总结了一些常见的问题,希望对您有所帮助。

  1. 物料参数选型错误导致晶振不起振。如:某MCU需要匹配6PF的32.768KHZ,结果选用了12.5PF的晶振,导致上板后不起振。

  Ø 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。

  Ø 解决方法:更换好的晶振。同时需要注意的是:出厂包装要增加抗震泡沫等包材,避免运输中损坏;还需要跟使用方沟通,在使用过程中避免跌落、撞击等等。

  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:频率误差(电容)、负性阻抗、激励电平。

  1. 频率误差太大,导致实际频率偏移标称频率从而引起晶振不起振。

  Ø 解决办法:选择合适的精度(ppm)或负载电容CL的产品。

  2. 负性阻抗过小导致晶振不起振。

  Ø 解决办法:调整外挂接地电容Cd和Cg的值来调整负性阻抗。

  3. 激励电平达大或过小导致晶振不起振。

  Ø 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电平。一般而言,激励电平越小越好,在处理功耗低之外,还要考虑电路的稳定性和晶振的使用寿命。

  4. 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。

  Ø 解决办法:更换新的晶振。

  5. 晶振出现漏气,气密性不好导致不起振。

  Ø 解决办法:更换好的晶振。

  6. 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5sec内或260℃下10sec内。焊接时不要在引脚根部直接焊接。

  Ø 解决办法:焊接制程中一定要规范操作,对焊接时间和温度的设定要符合晶振的要求。

  7. 储存环境不当导致晶振电性能恶化或不起振。高温或低温条件下储存,有腐蚀性的环境下储存。

  Ø 解决办法:尽量选择较为恒温、无化学腐蚀、无辐射的环境下储存。
 

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  8. MCU质量问题、软件问题导致晶振不起振。

  Ø 解决办法:更换MCU,或优化软件。

  9. EMC问题导致晶振不起振。

  Ø 解决办法:一般而言,金属封装的制品在抗电磁干扰上优于陶瓷封装制品,如果电路上EMC较大,则尽量选用金属封装制品。另外晶振下面不要走信号线,避免带来干扰。

  10. 频率偏移超出正常值

  Ø 解决办法:当电路中心频率偏正时,说明CL偏小,可以增加晶振外接电容Cd和Cg值,反之调小这两个电容值。

  11. 晶振在工作中出现发烫,逐渐出现偏振现象。排除工作环境温度对其影响,最大可能出现的情况是激励电平过大造成。

  Ø 解决办法:将振荡电路中的激励电平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。

  12. 晶振虚焊或引脚、焊盘不上锡。一般来说是氧化造成或者表面镀层脱落导致。

  Ø 解决办法:更换好的晶振。注意储存环境及跟供应商沟通材料镀层。

  13. 同一个产品试用两家不同的晶振厂商的产品,结果不一样。出现这种情况,可以理解成,不同的厂商在材料、生产工艺上面有区别,会导致在参数上面的差异。如:精度±10ppm,A厂商是偏正的多,B厂商是偏负的多。

  Ø 解决办法:一般来说,如果是射频类产品最好是做一下电路匹配测试,这样确保电路匹配最好。如果是非射频类产品一般是可以兼容。

  14. Glass晶振外壳脱落,有时晶振在过回流焊时出现晶振外壳掉落现象,有些是因为晶振受到外力撞击等原因导致外壳脱落。

  解决办法:SMD厂在晶振过回流焊之前,需要充分确认炉温曲线是否满足晶振的过炉要求,正常的来说晶振都有过炉曲线图。

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