晶振不起振是PCB設(shè)計(jì)的“鍋”？有可能！

PCB設(shè)計(jì)在電子產(chǎn)品中的重要性不言而喻，也因此，產(chǎn)品一旦出現(xiàn)了問題，就需要考慮是否是因?yàn)镻CB設(shè)計(jì)不良的問題。比如，產(chǎn)品調(diào)試時(shí)晶振不起振，這可能是因?yàn)榫д衿骷旧淼膯栴}，也有可能是因?yàn)镻CB設(shè)計(jì)上的原因。

晶振不起振的原因

01

晶振器件本身有問題

這個(gè)可能性較大，主要體現(xiàn)在下面一些地方：

1）物料參數(shù)選型錯(cuò)誤

例如：某產(chǎn)品需要匹配32.768KHz 6PF的晶振，結(jié)果選用12.5PF的，導(dǎo)致晶振不起振。

解決辦法：更換符合要求的規(guī)格型號(hào)的晶振即可。

2）頻率偏移超出正常值

如果實(shí)際振蕩頻率超出了模塊所需的頻率范圍，就會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)傳輸/接收錯(cuò)誤，從而引起晶振不起振。

解決辦法：選擇合適的PPM值的產(chǎn)品。當(dāng)電路中心頻率正偏時(shí)，說明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)，說明CL偏大，可以減少晶振外接電容Cd和Cg的值。

3）晶振內(nèi)部水晶片破裂或損壞

運(yùn)輸過程中損壞、或使用過程中跌落、撞擊等因素都造成晶振內(nèi)部水晶片損壞，從而導(dǎo)致晶振不起振。

解決辦法：更換好的晶振即可。

提醒注意：為了避免晶振在運(yùn)輸過程中發(fā)生強(qiáng)烈的碰撞，要用泡沫包厚一些；從高空中跌落、或發(fā)生過重壓、撞擊等情況的晶振，應(yīng)禁止再使用。

4）晶振內(nèi)部水晶片上附有雜質(zhì)或塵埃

晶振在制作中有水晶片鍍電極這一過程，即在水晶片上鍍上一次層金或銀電極，若空氣中的塵埃顆粒附在電極上，或有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。

提醒注意：水晶片鍍電極要求在萬級(jí)無塵車間作業(yè)完成，廠商的設(shè)備、車間環(huán)境及工藝直接關(guān)系到產(chǎn)品的品質(zhì)問題。

5）晶振出現(xiàn)漏氣

晶振在制程過程中要求將內(nèi)部抽真空后充滿氮?dú)猓绻霈F(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)致晶振出現(xiàn)不起振的現(xiàn)象。

解決辦法：更換好的晶振。在制程和焊接過程中一定要規(guī)范作業(yè)，避免誤操作導(dǎo)致產(chǎn)品損壞。

02

PCB設(shè)計(jì)上的原因

雖然這個(gè)原因的概率比較小，但也存在。晶振在PCB需要檢查核對(duì)并關(guān)注的內(nèi)容有：

1）晶體電路盡可能地靠近芯片的時(shí)鐘管腳放置，布線盡可能的短，以減少走線的負(fù)載電容和防止不必要的噪聲；

2）晶振距離板邊太近，易導(dǎo)致晶振輻射雜訊，建議離PCB板邊10mm以上。

3）時(shí)鐘走線Xin和Xout以及晶體下方第二層需要是完整的地平面做隔離，投影區(qū)域建議禁止任何走線，避免噪聲耦合進(jìn)入時(shí)鐘電路；

4）晶體電路圍繞放置地環(huán)。地環(huán)通過過孔與相鄰的接地層連接，以隔離噪聲，如果芯片有晶振的模擬地，需要單獨(dú)地孔到平面；

5）晶振的兩個(gè)負(fù)載電容靠近晶振，信號(hào)先經(jīng)過后再到主芯片。有源晶振的濾波電容應(yīng)盡量靠近晶振的電源引腳，位置擺放順序：按電源流入方向，依容值從大到小依次擺放，容值最小的電容最靠近電源引腳。

確認(rèn)好以上這些問題基本就可以斷定PCB上的晶振電路設(shè)計(jì)是否合理了。

知識(shí)擴(kuò)展：晶振

晶振是電子產(chǎn)品中最常用的不可或缺的組件，小到手機(jī)、電腦，大到導(dǎo)彈、衛(wèi)星都需要晶體振蕩器，它被譽(yù)為“電子設(shè)備的心臟”，在電子系統(tǒng)中扮演關(guān)鍵角色。

晶振的作用

晶振是時(shí)鐘電路中最重要的部件，它的主要作用是向顯卡、網(wǎng)卡、主板等配件的各部分提供基準(zhǔn)頻率，它就像個(gè)標(biāo)尺，工作頻率不穩(wěn)定會(huì)造成相關(guān)設(shè)備工作頻率不穩(wěn)定，自然容易出現(xiàn)問題。在通常工作條件下，普通的晶振頻率絕對(duì)精度可達(dá)百萬分之五十，高級(jí)的精度更高。

晶振的另一個(gè)作用是為系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號(hào)。通常一個(gè)系統(tǒng)共用一個(gè)晶振，便于各部分保持同步。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過電子調(diào)整頻率的方法保持同步。

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