晶振失效故障分析及解決方案
日期：2022-06-02 15:47:54 瀏覽量：2130 標(biāo)簽: 晶振
晶振的好壞直接關(guān)系整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性，故如何選擇一顆晶振，怎么看晶振的主要參數(shù)，是工程師的必修課，參數(shù)的選擇關(guān)系到系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，具體選擇不僅僅需要對晶振參數(shù)的詳細(xì)把控，也要不同參照不同系統(tǒng)的要求。晶振在電路中的作用是為數(shù)字系統(tǒng)提供基本的頻率信號，如果晶振不起振，MCU就會停止運(yùn)行，導(dǎo)致整個電路失效。
1、晶振參數(shù)選型錯誤導(dǎo)致晶振不起振
解決辦法：更換符合要求的晶振規(guī)格型號。
2、內(nèi)部石英晶片破裂導(dǎo)致晶振不起振
運(yùn)輸過程中損壞、或者使用過程中跌落、撞擊等因素造成晶振內(nèi)部水晶片損壞，從而導(dǎo)致晶振不起振。
解決辦法：更換晶振。需要注意：避免中途運(yùn)輸損壞;轉(zhuǎn)運(yùn)及貼片過程中避免跌落、重壓、撞擊等，一旦有以上情況發(fā)生，請嚴(yán)格遵循“跌落勿用”原則。
3、振蕩電路不匹配導(dǎo)致晶振不起振
影響振蕩電路的三個主要因素：頻差、負(fù)性阻抗、激勵功率。
頻差太大，導(dǎo)致晶振實際輸出頻率偏移標(biāo)稱頻率太遠(yuǎn)從而造成IC無法捕捉到晶振輸出的頻率信號，發(fā)生晶振不起振的假象。
解決辦法：選擇合適精度（PPM值）的晶振產(chǎn)品。
負(fù)性阻抗過大或太小都會導(dǎo)致晶振不起振。
解決辦法：負(fù)性阻抗過大，可以將晶振外接電容Cd和Cg的值調(diào)大來降低負(fù)性阻抗;負(fù)性阻抗太小，則可以將晶振外接電容Cd和Cg的值調(diào)小來增大負(fù)性阻抗。一般而言，負(fù)性阻抗值應(yīng)滿足不少于晶振標(biāo)稱最大阻抗3~5倍。
激勵功率過大或者過小也會導(dǎo)致晶振不起振
解決辦法：通過調(diào)整電路中的Rd的大小來調(diào)節(jié)振蕩電路對晶振輸出的激勵功率。一般而言，激勵電平越小越好，除了功耗低之外，還跟振蕩電路的穩(wěn)定性和晶振的使用壽命有關(guān)。激勵功率大小的選取原則是保證晶振正常啟動并確保晶振在工作中各項電氣參數(shù)正常。
4、晶振內(nèi)部水晶片上附有雜質(zhì)或者塵埃等也會導(dǎo)致晶振不起振
晶振的制程之一是石英晶片鍍電極，即在水晶片上鍍上一層金或銀層，這要求在萬級無塵車間作業(yè)完成。如果空氣中的塵埃顆粒、微小水分或者有細(xì)微金渣銀渣殘留在電極上，也會導(dǎo)致晶振不起振。
解決辦法：更換新的晶振。
5、晶振出現(xiàn)漏氣導(dǎo)致不起振
晶振在制程過程中要求將內(nèi)部抽真空后充滿氮?dú)?，如果出現(xiàn)壓封不良，導(dǎo)致晶振氣密性不好出現(xiàn)漏氣;或者晶振在焊接過程中因為剪腳等過程中產(chǎn)品的機(jī)械應(yīng)力導(dǎo)致晶振出現(xiàn)氣密性不良;均會導(dǎo)致晶振不起振現(xiàn)象。
解決辦法：更換好的晶振，建議選擇可靠性強(qiáng)且信譽(yù)好的晶振生產(chǎn)廠家。在晶振焊接或貼片過程中也需要注意一定要規(guī)范作業(yè)，避免誤操作導(dǎo)致晶振損壞。
6、焊接時溫度過高或時間過長，導(dǎo)致晶振內(nèi)部電性能指標(biāo)出現(xiàn)異常而引起晶振不起振
解決辦法：焊接過程中一定要規(guī)范操作，對焊接時間和溫度的設(shè)定要符合晶振的要求。
7、儲存環(huán)境不當(dāng)導(dǎo)致晶振電性能惡化而引起晶振不起振
在高溫或者低溫或者高濕度等條件下長時間使用或者保存，會引起晶振電性能惡化，可能導(dǎo)致不起振。
解決辦法：盡可能在常溫干燥條件下使用、保存，避免晶振或者電路板受潮。建議晶振產(chǎn)品盡早貼片或焊接到電路板，另外請嚴(yán)格遵循電子元件存儲標(biāo)準(zhǔn)對倉庫升級，以達(dá)到滿足諸如晶振等電子元件所需要的存儲條件。
8、MCU質(zhì)量問題、軟件問題等導(dǎo)致晶振不起振
解決辦法：確定是否為正品MCU。若軟件燒錄程序出現(xiàn)問題，也可能導(dǎo)致晶振不起振。注意：該情況下晶振不起振并非為不良品。
9、EMC問題導(dǎo)致晶振不起振
解決辦法：盡量選用金屬封裝晶振。另外晶振下面不要走信號線，避免帶來電磁信號干擾。過強(qiáng)的電磁干擾會干涉晶振的正常頻率輸出，因此PCB布線一定要合理。
10、超聲波導(dǎo)致晶振不起振
帶有晶振的電路板一般不建議采用超聲波清洗或封裝，避免發(fā)生共振而人為損壞晶振導(dǎo)致其不良。
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