晶振失效故障分析及解決方案
日期：2022-06-02 15:47:54 瀏覽量：1739 標(biāo)簽: 晶振
晶振的好壞直接關(guān)系整個(gè)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(duì)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(hào)，如果晶振不起振，MCU就會(huì)停止運(yùn)行，導(dǎo)致整個(gè)電路失效。
1、晶振參數(shù)選型錯(cuò)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(hào)。
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(qǐng)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(gè)主要因素：頻差、負(fù)性阻抗、激勵(lì)功率。
頻差太大，導(dǎo)致晶振實(shí)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(hào)，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(huì)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(lì)功率過大或者過小也會(huì)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(duì)晶振輸出的激勵(lì)功率。一般而言，激勵(lì)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(lì)功率大小的選取原則是保證晶振正常啟動(dòng)并確保晶振在工作中各項(xiàng)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(huì)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(jí)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(huì)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?yàn)榧裟_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(huì)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(shí)溫度過高或時(shí)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(duì)焊接時(shí)間和溫度的設(shè)定要符合晶振的要求。
7、儲(chǔ)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(shí)間使用或者保存，會(huì)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(qǐng)嚴(yán)格遵循電子元件存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)倉庫升級(jí)，以達(dá)到滿足諸如晶振等電子元件所需要的存儲(chǔ)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(hào)線，避免帶來電磁信號(hào)干擾。過強(qiáng)的電磁干擾會(huì)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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