晶振不起振的原因及解決辦法
發布時間:2011-10-18
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來源:我愛方案網
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晶振不起振的原因及解決辦法
晶振不起振的原因分析:
在檢漏工序中,就是在酒精加壓的環境下,晶體容易產生碰殼現象,即振動時芯片跟外殼容易相碰,從而晶體容易發生時振時不振或停振;
在壓封時,晶體內部要求抽真空充氮氣,如果發生壓封不良,即晶體的密封性不好時,在酒精加壓的條件下,其表現為漏氣,稱之為雙漏,也會導致停振;
由于芯片本身的厚度很薄,當激勵功率過大時,會使內部石英芯片破損,導致停振;
有功負載會降低Q值(即品質因素),從而使晶體的穩定性下降,容易受周邊有源組件影響,處于不穩定狀態,出現時振時不振現象;
由于晶體在剪腳和焊錫的時候容易產生機械應力和熱應力,而焊錫溫度過高和作用時間太長都會影響到晶體,容易導致晶體處于臨界狀態,以至出現時振時不振現象,甚至停振;
在焊錫時,當錫絲透過線路板上小孔滲過,導致引腳跟外殼連接在一塊,或是晶體在制造過程中,基座上引腳的錫點和外殼相連接發生單漏,都會造成短路,從而引起停振;
當晶體頻率發生頻率漂移,且超出晶體頻率偏差范圍過多時,以至于捕捉不到晶體的中心頻率,從而導致芯片不起振。
晶振不起振的處理方法:
嚴格按照技術要求的規定,對石英晶體組件進行檢漏試驗以檢查其密封性,及時處理不良品并分析原因;
壓封工序是將調好的諧振件在氮氣保護中與外殼封裝起來,以穩定石英晶體諧振器的電氣性能。在此工序應保持送料倉、壓封倉和出料倉干凈,壓封倉要連續沖氮氣,并在壓封過程中注意焊頭磨損情況及模具位置,電壓、氣壓和氮氣流量是否正常,否則及時處理。其質量標準為:無傷痕、毛刺、頂坑、彎腿,壓印對稱不可歪斜。
由于石英晶體是被動組件,它是由IC提供適當的激勵功率而正常工作的,因此,當激勵功率過低時,晶體不易起振,過高時,便形成過激勵,使石英芯片破損,引起停振。所以,應提供適當的激勵功率。另外,有功負載會消耗一定的功率,從而降低晶體Q值,從而使晶體的穩定性下降,容易受周邊有源組件影響,處于不穩定狀態,出現時振時不振現象,所以,外加有功負載時,應匹配一個比較合適有功負載。
控制好剪腳和焊錫工序,并保證基座絕緣性能和引腳質量,引腳鍍層光亮均勻無麻面,無變形、裂痕、變色、劃傷、污跡及鍍層剝落。為了更好地防止單漏,可以在晶體下加一個絕緣墊片。
當晶體產生頻率漂移而且超出頻差范圍時,應檢查是否匹配了合適的負載電容,可以通過調節晶體的負載電容來解決。
關于石英晶振的設計要點
1:如何選擇晶體?
對于一個高可靠性的系統設計,晶體的選擇非常重要,尤其設計帶有睡眠喚醒(往往用低電壓以求低功耗)的系統。這是因為低供電電壓使提供給晶體的激勵功率減少,造成晶體起振很慢或根本就不能起振。這一現象在上電復位時并不特別明顯,原因時上電時電路有足夠的擾動,很容易建立振蕩。在睡眠喚醒時,電路的擾動要比上電時小得多,起振變得很不容易。在振蕩回路中,晶體既不能過激勵(容易振到高次諧波上)也不能欠激勵(不容易起振)。晶體的選擇至少必須考慮:諧振頻點,負載電容,激勵功率,溫度特性,長期穩定性。
2:如何選擇電容C1,C2?
(1):應使C2值大于C1值,這樣可使上電時,加快晶振起振。
(2):在許可范圍內,C1,C2值越低越好。C值偏大雖有利于振蕩器的穩定,但將會增加起振時間。
(3):因為每一種晶振都有各自的特性,所以最好按制造廠商所提供的數值選擇外部元器件。
3:如何判斷晶振是否被過分驅動?
電阻RS常用來防止晶振被過分驅動。過分驅動晶振會漸漸損耗減少晶振的接觸電鍍,這將引起頻率的上升。可用一臺示波器檢測OSC輸出腳,如果檢測一非常清晰的正弦波,且正弦波的上限值和下限值都符合時鐘輸入需要,則晶振未被過分驅動;相反,如果正弦波形的波峰,波谷兩端被削平,而使波形成為方形,則晶振被過分驅動。這時就需要用電阻RS來防止晶振被過分驅動。判斷電阻RS值大小的最簡單的方法就是串聯一個5k或10k的微調電阻,從0開始慢慢調高,一直到正弦波不再被削平為止。通過此辦法就可以找到最接近的電阻RS值。