晶振具有壓電效應(yīng)，即在晶片兩極外加電壓后晶體會(huì)產(chǎn)生變形。晶振利用一種能把電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的晶體，在共振的狀態(tài)下工作可以提供穩(wěn)定、精確的單頻振蕩。為增進(jìn)大家對(duì)晶振的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)晶振不起振的原因以及晶振的一些其它問(wèn)題予以介紹。如果你對(duì)晶振具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、晶振不起振問(wèn)題概述

晶振不起振是指晶振無(wú)法產(chǎn)生穩(wěn)定的頻率信號(hào)，導(dǎo)致整個(gè)電路無(wú)法正常工作。這一問(wèn)題可能由多種因素引起，包括物料參數(shù)選型錯(cuò)誤、內(nèi)部水晶片損壞、振蕩電路不匹配、晶振內(nèi)部雜質(zhì)、晶振漏氣、焊接不當(dāng)、儲(chǔ)存環(huán)境不當(dāng)、MCU或軟件問(wèn)題以及EMC問(wèn)題等。

1.晶振自身質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致不起振。

晶振在制作過(guò)程中，如果出現(xiàn)壓封不良或者在焊接過(guò)程中因剪腳等操作導(dǎo)致的機(jī)械應(yīng)力，可能會(huì)影響晶振的氣密性。此外，如果在水晶片鍍電極時(shí)，空氣中的塵埃顆粒附著在電極上，或者有金渣銀渣殘留，也可能導(dǎo)致晶振不起振。而在運(yùn)輸和使用過(guò)程中，由于跌落、撞擊等因素，也可能造成晶振內(nèi)部水晶片損壞，從而導(dǎo)致晶振無(wú)法正常工作。

解決方案：更換好的晶振。在制作、運(yùn)輸和使用過(guò)程中一定要規(guī)范作業(yè)，避免誤操作導(dǎo)致產(chǎn)品損壞。在選擇晶振供應(yīng)商的時(shí)候需要對(duì)廠商的設(shè)備、車(chē)間環(huán)境、工藝及制程能力予以考量，這關(guān)系到產(chǎn)品的品質(zhì)問(wèn)題。

2.振蕩電路不匹配導(dǎo)致晶振不起振

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

2.1.頻率誤差：頻率誤差過(guò)大可能導(dǎo)致實(shí)際頻率偏離標(biāo)稱(chēng)頻率，進(jìn)而導(dǎo)致晶振不起振。

解決方法：選擇具有合適PPM值的晶振產(chǎn)品。

2.2.負(fù)性阻抗：負(fù)性阻抗的大小對(duì)晶振的起振有著重要影響。負(fù)性阻抗過(guò)大或過(guò)小都可能導(dǎo)致晶振不起振。

解決方案：通過(guò)調(diào)整晶振外接電容Cd和Cg的值，可以調(diào)節(jié)負(fù)性阻抗。當(dāng)負(fù)性阻抗過(guò)大時(shí)，減小電容值可以降低負(fù)性阻抗;當(dāng)負(fù)性阻抗過(guò)小時(shí)，增大電容值可以增加負(fù)性阻抗。通常，負(fù)性阻抗值應(yīng)至少為晶振標(biāo)稱(chēng)最大阻抗的3-5倍。

2.3.激勵(lì)電平：激勵(lì)電平過(guò)大或過(guò)小也可能導(dǎo)致晶振不起振。

解決方案：通過(guò)調(diào)整電路中的Rd值，可以調(diào)節(jié)對(duì)晶振輸出的激勵(lì)電平。一般來(lái)說(shuō)，激勵(lì)電平越小越好，這不僅可以降低功耗，還與振蕩電路的穩(wěn)定性和晶振的使用壽命有關(guān)。

3、 焊接時(shí)溫度過(guò)高或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致晶振不起振

以32.768KHz直插型為例，要求使用178°C熔點(diǎn)的焊錫，晶振內(nèi)部的溫度超過(guò)150°C，會(huì)引起晶振特性的惡化或者不起振。焊接引腳時(shí)，280°C下5秒以?xún)?nèi)或者260°C以下10秒以?xún)?nèi)。

不要在引腳的根部直接焊接，這樣也會(huì)導(dǎo)致晶振特性的惡化或者不起振。

解決辦法：焊接制程過(guò)程中一定要規(guī)范操作，對(duì)焊接時(shí)間和溫度的設(shè)定要符合晶振的要求。

二、晶振其他不良問(wèn)題歸納

1、頻率偏移超出正常值。

解決辦法：當(dāng)電路中心頻率正偏時(shí)，說(shuō)明CL偏小，可以增加晶振外接電容Cd和Cg的值。當(dāng)電路中心頻率負(fù)偏時(shí)，說(shuō)明CL偏大，可以減少晶振外接電容Cd和Cg的值。

2、晶振在工作中出現(xiàn)發(fā)燙，逐漸出現(xiàn)停振現(xiàn)象。

排除工作環(huán)境溫度對(duì)其的影響，最可能出現(xiàn)的情況是激勵(lì)電平過(guò)大。

解決辦法：將激勵(lì)電平DL降低，可增加Rd來(lái)調(diào)節(jié)DL。

3、晶振在工作逐漸出現(xiàn)停振現(xiàn)象，用手碰觸或者用電烙鐵加熱晶振引腳又開(kāi)始工作。

解決辦法：出現(xiàn)這種情況是因?yàn)檎袷庪娐分械呢?fù)性阻抗值太小，需要調(diào)整晶振外接電容Cd和Cg的值來(lái)達(dá)到滿足振蕩電路的回路增益。

4、晶振虛焊或者引腳、焊盤(pán)不吃錫。

出現(xiàn)這種情況一般來(lái)說(shuō)引腳出現(xiàn)氧化現(xiàn)象，或者引腳鍍層脫落導(dǎo)致。

解決辦法：晶振的儲(chǔ)存環(huán)境相當(dāng)重要，常溫、常濕下保存，避免受潮。另外晶振引腳鍍層脫落，可能跟晶振廠商或者SMT廠商的制程工藝有關(guān)，需要進(jìn)一步確認(rèn)。

5、同一個(gè)產(chǎn)品使用兩家不同晶振廠商的產(chǎn)品，結(jié)果不一樣。

出現(xiàn)這種情況很好理解，不同廠商的材料、制程工藝等都不一樣，會(huì)導(dǎo)致在規(guī)格參數(shù)上有些許差異。例如同樣是+/-10ppm的頻偏，A的可能大部分是正偏，B的可能大部分是負(fù)偏。

解決辦法：一般來(lái)說(shuō)在這種情況下，如果是射頻類(lèi)產(chǎn)品最好讓晶振廠商幫忙做一些電路匹配測(cè)試，這樣確保電路匹配的最好。如果是非射頻類(lèi)產(chǎn)品則一般在指標(biāo)相同的情況下可以兼容。

6、晶振外殼脫落。

有時(shí)晶振在過(guò)回流焊后會(huì)出現(xiàn)晶振外殼掉落的現(xiàn)象;有些是因?yàn)榫д袷艿酵饬ψ矒舻仍驅(qū)е峦鈿っ撀洹?

解決辦法：SMT廠在晶振過(guò)回流焊之前，請(qǐng)充分確認(rèn)爐溫曲線是否滿足晶振的過(guò)爐要求，一般來(lái)說(shuō)正規(guī)的晶振廠商提供的datasheet中都會(huì)提供參考值。

如果是外力因素導(dǎo)致的脫落則盡量避免這種情況發(fā)生。

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