眾所周知，電子行業(yè)有這樣的比喻。如果將單片機(jī)比作電路的“大腦”，晶振無疑是“心臟”，同樣“晶體振蕩器”（以下簡稱“晶振”）的電路要求與人的心臟相同，您最需要的是穩(wěn)定性和可靠性。晶體振蕩器在電路中的作用是為系統(tǒng)提供基頻信號(hào)。如果晶振不工作，單片機(jī)將停止，整個(gè)電路將失效。然而，很多工程師對晶振缺乏足夠的興趣和了解，出現(xiàn)問題時(shí)無能為力，缺乏解決問題的思路和方法。

一、晶振不起振問題歸納

1、材料參數(shù)選擇錯(cuò)誤，晶振不會(huì)振動(dòng)。

例子：MCU 應(yīng)該匹配6PF 32.768KHz，結(jié)果是12.5PF，所以沒有振動(dòng)。

解決方法：更換符合要求的機(jī)型。如果您需要，請與MCU 工廠或我們聯(lián)系。

2. 不會(huì)因內(nèi)晶片破損或損壞而產(chǎn)生震動(dòng)。

晶振內(nèi)部的晶體元件在運(yùn)輸過程中因損壞、跌落或撞擊而損壞，使晶振不振動(dòng)。

解決方法：更換好的水晶。一般來說，需要注意的是：泡沫要厚一些，以免在運(yùn)輸過程中損壞，避免跌落、重壓、撞擊等。

3、晶振不因振蕩電路不匹配而振動(dòng)。

影響振蕩器電路的三個(gè)指標(biāo)：頻率誤差、負(fù)阻抗和激勵(lì)電平。

頻率誤差太大，以致實(shí)際頻率偏離標(biāo)稱頻率，使晶振不振蕩。

解決方案：選擇具有適當(dāng)PPM 值的產(chǎn)品。

如果負(fù)阻抗太大或太小，晶振都不會(huì)振動(dòng)。

解決方法：如果負(fù)阻抗過大，可以通過增大晶振外接電容Cd和Cg的值來減小負(fù)阻抗，如果負(fù)阻抗過小，可以通過增大外接電容Cd的值來減小負(fù)阻抗可以減少。和Cg. 對晶振進(jìn)行分級電阻以增加負(fù)阻抗。一般來說，負(fù)阻抗值至少應(yīng)該是晶振標(biāo)稱最大阻抗的3-5倍。

過高或過小的激勵(lì)電平都不會(huì)導(dǎo)致晶體振蕩器振動(dòng)。

解決方法：通過縮放電路中的Rd來調(diào)整晶振輸出的振蕩電路的激勵(lì)電平。一般來說，激發(fā)能級越小越好，除了處理功耗越低外，還關(guān)系到振蕩電路的穩(wěn)定性和晶振的壽命。

4. 水晶內(nèi)部附著雜質(zhì)或灰塵也會(huì)導(dǎo)致水晶不振動(dòng)。

晶振的制造工藝之一是晶板電極電鍍，即在晶板上鍍上一層金或銀電極，必須在萬級無塵車間內(nèi)完成。如果空氣中的灰塵顆粒附著在電極上或金渣和銀渣殘留在電極上，晶體振蕩器將不會(huì)振動(dòng)。

解決方法：更換新的水晶。在選擇晶振供應(yīng)商時(shí)，應(yīng)考慮與產(chǎn)品質(zhì)量問題相關(guān)的制造商設(shè)備、工作環(huán)境、技術(shù)和工藝能力。

5、晶振有漏氣現(xiàn)象，不振動(dòng)。

在晶振的制造過程中，需要用吸塵器將內(nèi)部充滿并充入氮?dú)?，如果壓力密封不好，則晶振的氣密性不好，會(huì)出現(xiàn)漏氣。

解決方法：更換好的水晶。在制造和焊接過程中，操作必須標(biāo)準(zhǔn)化，以防止因篡改而損壞產(chǎn)品。

6、焊接時(shí)溫度過高或時(shí)間過長，導(dǎo)致晶振內(nèi)部電氣性能指標(biāo)異常，晶振不振動(dòng)。

以32.768KHz直插式為例，必須使用熔點(diǎn)為178的焊料，當(dāng)晶振內(nèi)部溫度超過150時(shí)，晶振特性不會(huì)劣化或發(fā)生。振動(dòng)。焊接引腳時(shí)，在280C 下5 秒內(nèi)或在260C 下10 秒內(nèi)。不要直接焊接引線的根部。晶體特性或振動(dòng)沒有退化。

解決方法：在焊接過程中，必須規(guī)范操作，焊接時(shí)間和溫度設(shè)置必須符合晶振的要求。如果您有任何問題，請聯(lián)系我們確認(rèn)。

7、如果存放環(huán)境不合適，會(huì)降低晶振的電氣性能，不會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。

如果在高溫、低溫、高濕條件下長期使用或存放，晶振的電氣性能可能會(huì)變差，可能不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)。

解決方法：盡量在常溫常濕條件下使用和存放，以免晶振或電路板衰減。

8. 單片機(jī)質(zhì)量問題、軟件問題等導(dǎo)致晶振不振。

解決方法：目前市場上MCU混有全新、翻新、拆解、貼牌商品等商品，如果您沒有具體的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)或者選擇正規(guī)的供應(yīng)商，是買不到的一個(gè)非正品。很容易。該電路容易出現(xiàn)問題，因此振蕩電路將無法工作。另外，即使是正品單片機(jī)，如果燒錄程序出現(xiàn)問題，晶振也可能不會(huì)振動(dòng)。

9. 由于EMC 問題，晶振不振動(dòng)。

解決方法：一般來說，金屬封裝的產(chǎn)品比陶瓷封裝的產(chǎn)品抗電磁干擾能力更強(qiáng)，因此，如果電路的EMC比較高，應(yīng)該盡量使用金屬封裝的產(chǎn)品。另外，不要在晶振下走信號(hào)線，以免干擾。

10.另一個(gè)晶振不振的問題

二、晶振其他不良問題歸納

1、頻偏超過正常值。

解決方法：如果電路中心頻率為正偏，說明CL太小，可以增大晶振外接電容Cd和Cg的值。如果電路的中心頻率為負(fù)偏，說明CL過大，無法降低晶振外接電容Cd和Cg的值。

2、晶振在工作中發(fā)熱，逐漸停止振動(dòng)。

除了工作環(huán)境溫度的影響外，最有可能的情況是激發(fā)電平太高。

解決方法：通過降低此處的電平DL，增加Rd來調(diào)整DL。

3、晶振在工作過程中逐漸停止振動(dòng)，當(dāng)用手觸摸晶振引腳或用電烙鐵加熱時(shí)，晶振又開始工作。

解決方法：出現(xiàn)這種情況是因?yàn)檎袷庪娐返呢?fù)阻抗值太小，必須調(diào)整晶振的外接電容Cd和Cg的值來匹配振蕩電路的環(huán)路增益。

4.晶振沒有焊接或引腳和焊盤吃錫。

在這種情況下，引腳通常被氧化或引腳鍍層剝落。

解決方法：晶振的存放環(huán)境很重要，所以存放在常溫常濕的地方，避免受潮。另外，晶針鍍層剝落可能與晶振廠家或SMT廠家的工藝技術(shù)有關(guān)，需要額外確認(rèn)。

5、我試了兩個(gè)晶振廠家的同一個(gè)產(chǎn)品，結(jié)果不一樣。

情況很容易理解，不同的廠家材料不同，工藝不同，所以規(guī)格上也有一些差異。例如，相同的頻率偏移可以是+/-10ppm，A的大部分可以是正偏移，B的大部分可以是負(fù)偏移。

解決方法：一般這種情況下，如果是射頻產(chǎn)品，最好請晶振廠家做一些電路匹配測試，保證最好的電路匹配。對于非射頻產(chǎn)品，一般都兼容相同的指標(biāo)。

6、晶振外殼脫落。

晶振在回流焊后有時(shí)會(huì)脫落，有的情況是晶振因外力撞擊等原因造成的。

解決方法：晶振在進(jìn)行回流焊前，SMT廠必須全面檢查爐溫曲線是否滿足晶振的過爐要求，一般典型晶振廠家提供的datasheet應(yīng)提供參考值。

如果這些情況是由于外部因素造成的，請避免這些情況。

7.其他缺陷問題

三、晶振設(shè)計(jì)、過程中的建議

1、PCB布線時(shí)，晶振電路的走線盡量短而直，盡量靠近MCU。將振蕩電路的雜散電容對晶振的影響降到最低。

2、PCB布線時(shí)，不要在晶振下方走信號(hào)線，以免對晶振產(chǎn)生電磁干擾。這導(dǎo)致振蕩電路變得不穩(wěn)定。

3.如果PCB板比較大，把晶振移到一邊，中間不要設(shè)計(jì)。這是因?yàn)橹虚g位置的晶體振蕩器設(shè)計(jì)在PCB 板變形引起的機(jī)械張力的影響下可能會(huì)出現(xiàn)缺陷。

4、如果PCB板比較小，建議晶振的設(shè)計(jì)位置盡量靠近中心，不要靠近邊緣。這是因?yàn)镻CB板子小，一般SMT回流焊是多塊板子，分板時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械張力可能會(huì)影響晶振，造成缺陷。

5、工程師在選擇晶振型號(hào)和規(guī)格時(shí)，盡量向各大晶振廠家或?qū)I(yè)代理商查詢，確保不選擇不常用的尺寸或指標(biāo)。它在價(jià)格方面也將是被動(dòng)的。

6、一般情況下，不建議用晶振用超聲波清洗電路板，以免晶振因諧振而損壞。

普通晶振價(jià)格便宜，在電路中不那么突出，但晶振現(xiàn)在對工程師來說越來越有價(jià)值。最直接的原因是，當(dāng)晶振不能正常工作時(shí)，往往會(huì)把工程師逼瘋。因此，選擇一個(gè)好的晶振供應(yīng)商就顯得尤為重要。

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