如何判断晶振是否起振?晶振不起振该怎么办?

如何判断晶振是否起振?晶振不起振该怎么办?

 

如果怀疑晶振不起振造成电路板上电不良,该如何进一步判定是晶振本身的不良呢?这一步的判定非常关键,因为若为晶振不振,就可以排除晶振与电路板不匹配造成电路板上电不良发生的假定。以下介绍针对晶振单体判定的方法:

  • 测电压:使用万用表的直流电压档,测量晶振两端的电压,起振的时候,电压一般是芯片供电电压VCC的一半。当然晶振两边的电压可能有差异,但如果有一边电压接近VCC,或者有一边接近0,就说明可能是晶振不起振。
  • 看波形:用示波器观察波形是最直观的。可以用10X或者100X的探头来测试晶振两端的波形。起振的时候会有正常、齐整的波形出现
  • 看频率:使用频率计数器测试晶振输出脚或输入脚频率,若无法测得稳定的接近晶振标配频率的频率计数,反而出现杂乱频率,则说明晶振不起振。
  • 使用250B测试仪器针对晶振单品测试,确定晶振是否输出标配频率。若晶振不良,可选择晶振相关参数进行测试,比如R、DLD2、SPDB、DLD2、TS等,进一步了解晶振不良原因。

 

如何判断晶振是否起振?晶振不起振该怎么办?

若经由验证,晶振为良品,则需要进一步排查晶振周围电路及与电路匹配问题。详情如下:

1、  检查线路连接是否正确,如果存在虚焊或者短路,晶振自然不起振,可以使用万用表检查晶振连接线路是否存在虚焊或短路。

2、  检查选用的负载电容和负载电阻是否正确。不同单片机和芯片对晶振要求都有所不同。需要遵循规格书来确定所选用的晶振负载电容和负载电阻是否正确、合理。

3、  检查PCB的Layout是否合理。晶振部分电路要求与单片机或者芯片引脚尽量靠近,PCB的Layout不合理也会导致晶振不起振。

4、检查软件程序配置是否正确。许多单片机都有多个时钟系统可配置。使用内部振荡器时,晶振引脚还可以作为普通IO使用。如果程序配置出错,晶振自然也不会起振。

拓展阅读:为什么晶振标称频率和实际频率不完全一样?

25MHz晶振输出一定就是25.000000MHz吗?在实际应用中,频率并不会完全等于标称值,会存在几十Hz或几百Hz频率偏差。

标称频率是晶振在标准测试条件下的目标频率,例如8MHz、12MHz、16MHz、20MHz
24MHz、25MHz、40MHz。石英晶体的振荡频率会受到多种因素影响。产品规格书中会标注一个允许误差范围,例如±10ppm、±20ppm、±30ppm。

以±10ppm的25MHz晶振为例:±10ppm表示存在约±250Hz的偏差实际频率可能是:24,999,750Hz ~ 25,000,250Hz

为什么实际频率会发生变化?

同样型号的晶振,在不同电路板上测试结果甚至都不完全一样。影响实际频率的因素有以下几个方面:

1、温度变化(Operating Temperature Range)

普通石英晶振通常采用AT切晶片,其频率在25℃附近最为稳定。当环境温度升高或降低时,由于石英晶体的弹性常数随温度变化,频率会产生一定漂移。在高稳定性应用中,通常会采用温补晶振TCXO来对温度漂移进行补偿,从而提高频率稳定度。

2、负载电容(Loading Capacitance)

如果实际电路中的负载电容与设计值不匹配,频率就会发生偏移。

3、PCB布局(PCB Layout)

在高速通信系统中,PCB布局不合理可能会导致起振困难、波形不稳定、频率抖动增加。

为什么有些晶振的频率更稳定?

高品质晶振通常会优化以下方面:石英材料纯度(Q值/品质因素)、频率准确度、封装工艺、温漂控制、老化特性、一致性控制。这些因素都会直接影响实际工作频率稳定度。

如果同批次晶振产品频率离散度过大,就容易导致参数反复调整、批量调试困难、产品良率下降。

电话:0755-23068369