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  • 1 # 華創電源設計工作室

    遇到微控制器晶振不起振是常見現象,引起晶振不起振的原因做如下分析:

    (1) PCB板佈線錯誤;

    (2) 微控制器質量有問題;

    (3) 晶振質量有問題;

    (4) 負載電容或匹配電容與晶振不匹配或者電容質量有問題;

    (5) PCB板受潮,導致阻抗失配而不能起振;

    (6) 晶振電路的走線過長;

    (7) 晶振兩腳之間有走線;

    (8) 外圍電路的影響。

    解決方案,建議按如下方法逐個排除故障:

    (1) 排除電路錯誤的可能性,因此你可以用相應型號微控制器的推薦電路進行比較。

    (2) 排除外圍元件不良的可能性,因為外圍零件無非為電阻,電容,你很容易鑑別是否為良品。

    (3) 排除晶振為停振品的可能性,因為你不會只試了一二個晶振。

    (4) 試著改換晶體兩端的電容,也許晶振就能起振了,電容的大小請參考晶振的使用說明。

    (5) 在PCB佈線時晶振電路的走線應儘量短且儘可能靠近IC,杜絕在晶振兩腳間走線。

    最近在給電路更換晶振,4M的,當然也涉及了很多的問題。以前用的是陶瓷的晶振,現在要更新比較好的金屬晶振。當然我也知道有更好的晶體晶振,考慮到成本問題所以沒有采用。更換了晶振以後【在實驗沒有問題的情況下,進行生產的,可是問題還是接連的出現了】兩個比較重要的故障現象出現了:①晶振有3%的機率不起振 ②晶振出現了不穩定性,一會振一會不振,電路出現宕機現象。

    取回的電路板進行了分析,用示波器來檢測,確實是不起振的,所以到網上看了不少大家對於這方面的觀點。現在我們的問題已經解決,問題是晶振與串聯接地的晶振不匹配的原因。微控制器的功率決定了晶振的功率P1而電容的大小又取材於微控制器的微控制器功率。選擇合適又要於晶振比較匹配才是合適的。這裡請注意P1於電容的匹配符合於p1=c1*c2/c1+c2+p2【這裡的 P2是一般是3~5p的一個值】選擇的電容的值越大微控制器的耗電能力也就越強。而且易造成不起振的情況。

    *此問題困擾了好多技術人員,我也做過詳盡的分析,主要要考慮這三點:1 晶振兩端在工作的動態阻抗問題,此阻抗有一定的範圍,因而在設計時會並聯一個幾百K的電阻來穩定動態阻抗;2 諧振電容的匹配;3 焊接時烙鐵的溫度太高

    *晶振的匹配電容的主要作用是匹配晶振和振盪電路,使電路易於啟振並處於合理的激勵態下,對頻率也有一定的“微調”作用。對MCU,正確選擇晶振的匹配電容,關鍵是微調晶體的激勵狀態,避免過激勵或欠激勵,前者使晶體容易老化影響使用壽命並導致振盪電路EMC特性變劣,而後者則不易啟振,工作亦不穩定,所以正確地選擇晶體匹配電容是很重要的。

    *石英晶體振盪器分非溫度補償式晶體振盪器、溫度補償晶體振盪器(TCXO)、電壓控制晶體振盪器(VCXO)、恆溫控制式晶體振盪器(OCXO)和數字化/μp補償式晶體振盪器(DCXO/MCXO)等幾種型別。其中,無溫度補償式晶體振盪器是最簡單的一種,在日本工業標準(JIS)中,稱其為標準封裝晶體振盪器(SPXO)。

    你那個可能是TCXO型的吧,加個熱敏電阻和電容串聯在晶振振子之間怎麼樣?

    *無源晶體與有源晶振的區別、應用範圍及用法:

    1、無源晶體——無源晶體需要用DSP片內的振盪器,在datasheet上有建議的連線方法。無源晶體沒有電壓的問題,訊號電平是可變的,也就是說是根據起振電路來決定的,同樣的晶體可以適用於多種電壓,可用於多種不同時鐘訊號電壓要求的DSP,而且價格通常也較低,因此對於一般的應用如果條件許可建議用晶體,這尤其適合於產品線豐富批次大的生產者。無源晶體相對於晶振而言其缺陷是訊號質量較差,通常需要精確匹配外圍電路(用於訊號匹配的電容、電感、電阻等),更換不同頻率的晶體時周邊配置電路需要做相應的調整。建議採用精度較高的石英晶體,儘可能不要採用精度低的陶瓷警惕。

    2、有源晶振——有源晶振不需要DSP的內部振盪器,訊號質量好,比較穩定,而且連線方式相對簡單(主要是做好電源濾波,通常使用一個電容和電感構成的PI型濾波網路,輸出端用一個小阻值的電阻過濾訊號即可),不需要複雜的配置電路。有源晶振通常的用法:一腳懸空,二腳接地,三腳接輸出,四腳接電壓。相對於無源晶體,有源晶振的缺陷是其訊號電平是固定的,需要選擇好合適輸出電平,靈活性較差,而且價格高。對於時序要求敏感的應用,個人認為還是有源的晶振好,因為可以選用比較精密的晶振,甚至是高檔的溫度補償晶振。有些DSP內部沒有起振電路,只能使用有源的晶振,如TI 的6000系列等。有源晶振相比於無源晶體通常體積較大,但現在許多有源晶振是表貼的,體積和晶體相當,有的甚至比許多晶體還要小。

  • 2 # 電子產品設計方案

    萬用表或者示波器可以測量晶振是否起振使用萬用表的直流電壓檔,測量晶振兩端的電壓,起振的時候,電壓一般是晶片供電電壓VCC的一半。當然晶振兩邊的電壓可能有差異,但如果有一邊電壓接近VCC,或者有一邊接近0,那麼晶振應該是沒有起振。用示波器來看波形是最直觀的,可以用10X或者100X的探棒來測試晶振兩端的波形。起振的時候會有正常、齊整的波形出現

  • 3 # 草獅子

    正在修一臺雅馬哈家庭影院主機,這臺主機18年了,經常保護關機,或者不明原因關機。

    透過對照電路圖分析,問題集中在主控板上。

    一是晶振電壓異常,故障關機後晶振兩端直流電壓低於圖紙標註。覺得用直流電壓判斷晶振好壞有點不靠譜,於是考慮用萬用表測量晶振交流電壓,再與直流電壓一起判斷晶振情況,因為晶振起振之後有時鐘脈衝輸出,就應該有交流電壓能夠被測量。

    經過測試的確能測到交流電壓,其有效值為脈衝方向及佔空比決定,本機測量為負值,表明波形上下不對稱,晶振有問題。

    對比正常開機與異常關機晶振的交流電壓,異常關機後晶振輸出電壓幅度下降,表明晶振效能不佳,導致CPU時工作時不工作,更換晶振後異常消除。

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