那些被晶振傻傻忽悠的曾經(jīng)
來源：http://www.kaikei-kansa.com 作者：jinluodz 2013年06月21
前不久，有個客戶打電話抱怨說到，產(chǎn)品生產(chǎn)出來后，時間一會兒走一會兒不走的，由于他不懂，所以很著急。他工廠是生產(chǎn)電子表的，在他當(dāng)時提出這個問題，時鐘突然停止工作什么原因造成的呢？后而又立馬隨即而出的指向了晶振的問題，因為晶振是各板卡的心跳發(fā)生器，說為什要臥裝，而不像電解電容那樣直立安裝呢？直立安裝豈不省事多了嗎？而且還用一個倒U型卡子焊在主板上，這不是其外殼應(yīng)接地嗎？輕輕一按則晶振與卡子間還會出現(xiàn)很大的間隙。大家都一致認(rèn)可很有可能是晶振的安裝方式不正確，最后實驗得出結(jié)論，部分板卡是這個原因。其實提出這個問題，最主要還是看你是什么板卡，什么樣的IC，當(dāng)然晶振也是關(guān)鍵之一，可以選擇好的晶振廠家，那樣保證晶振時鐘的走時精準(zhǔn)耐用。
時間存在偏差主要是頻率有偏差，1PPM的頻率偏差換算成天時間誤差就是0.0864S。那么如果需要時間誤差要做到準(zhǔn)確就最好晶振兩端的電容要按正常配比焊接，同時要晶振供應(yīng)商幫忙通過QWA檢測找最好的0誤差PPM值，按0誤差的標(biāo)準(zhǔn)來指定供貨的頻率范圍。20PPM的標(biāo)準(zhǔn)誤差一個月60秒，這還要根據(jù)所指向的IC和線路設(shè)計，匹配要求對不上偏差可能還會大一點。
晶振只有在外部所接電容為匹配電容的情況下，振蕩頻率才能保證在標(biāo)稱頻率附近的誤差范圍內(nèi)。最好按照所提供的數(shù)據(jù)來，如果沒有，一般是30pF左右。太小了不容易起振。在某些情況下，也可以通過調(diào)整這兩個電容的大小來微調(diào)振蕩頻率，當(dāng)然可調(diào)范圍一般在10ppm量級。晶振的匹配電容的主要作用是匹配晶振和振蕩電路，使電路易于啟振并處于合理的激勵態(tài)下，對頻率也有一定的“微調(diào)”作用。對MCU，正確選擇晶振的匹配電容，關(guān)鍵是微調(diào)晶體的激勵狀態(tài)，避免過激勵或欠激勵，前者使晶體容易老化影響使用壽命并導(dǎo)致振蕩電路EMC特性變劣，而后者則不易啟振，工作亦不穩(wěn)定，所以正確地選擇晶體匹配電容是很重要的。
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關(guān)于晶振時振時不振，其實無非是晶振負(fù)載與兩端電容不匹配造成頻率偏差太大，或者說晶振本身就存在著問題，寄生、阻抗值波動大、內(nèi)部焊點不牢等?；蛴鼍д裱b板上不行時，用電熱風(fēng)吹一下或者拆下來重新裝上去又可以了，其實這完全關(guān)系到晶振負(fù)載與兩端電容不匹配造成頻率偏差太大。然而在這里，電熱風(fēng)實際上是起到了改變了線路的雜散電容的作用。許多工程師開始糾結(jié)于此了，晶振的負(fù)載與晶振兩端的電容如何匹配呢？其實很簡單，用個科學(xué)計算的方程式來推算，就是CL=(C1*C2)/(C1+C2)+C”，其中CL指的是晶振的負(fù)載電容值， C1 C2指的是晶振兩端的電容值，C”指的是線路雜散電容。
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當(dāng)操作時，焊接碰到將32.768HZ石英晶振的外殼焊在板上來實現(xiàn)信號屏蔽防干擾，這樣的結(jié)果只會導(dǎo)致因焊接時間太長將晶振內(nèi)部的焊點融化，內(nèi)部結(jié)構(gòu)晶片傾斜碰殼而短路。然而最好的方法是PCB板上設(shè)有兩個針孔使用銅線捆綁晶振，或者使用橡膠粘結(jié)劑進(jìn)行。晶振彎腳時隨意彎曲，最佳的彎曲是用手指捏住圓柱晶體的外殼，用鑷子夾住離晶體基座底部3mm以上的引線處，用鑷子夾住彎曲引線成90°，不要用力拉引線。用力拉引線可能造成引線根部的玻璃子破裂，而產(chǎn)生漏氣導(dǎo)致電氣性能損壞。如果漏氣了晶振也就基本上是不能用了。因為焊接時有阻焊劑等臟污就選擇使用超聲波清洗PCBA板：經(jīng)超聲波清洗或超聲波焊接會影響和損壞石英晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)甚至晶片破損。晶振起振時間長，開機(jī)不振關(guān)機(jī)再開機(jī)就起振，耗電量大成品電池不耐用。這主要是晶振的電阻太大造成的，低電壓下晶振就無法起振了。
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