
(8MHz晶振应用电路)
问题描述:
客户反映8MHz无源晶振偶尔发生不起振现象。芯片手册提供的8MHz晶振应用电路图如上:
8MHz晶振正常起振时,如下:


8MHz晶振不起振,如下:

不良现象描述:
当晶振不起振时,开机系统无法捕捉到HSE外部晶振(8MHz晶体谐振器)提供的时钟信号,造成自动去获取HSI内部时钟信号,引发系统紊乱,开机失效。
原因分析:
根据芯片手册提供的8MHz晶振参考电路,可知晶振外接电容C401=C402=15pF,以电路板杂散电容Cs为3~5pF来计算,根据电容匹配公式得出8MHz晶振的负载电容(CL)约为10~12pF。
客户端8MHz晶振实际参数:
晶振负载(CL):20pF
外接电容:C401=C402=27pF
由此可见差异:
客户所选晶振型号与芯片手册推荐参数存在差异。更大负载晶振意味着需要芯片提供更大的驱动力;反之,针对负载较小的晶振,芯片提供较小的驱动力。如果为较小驱动力的芯片匹配负载较大的晶振,在驱动临界值时则可能导致晶振起振时间延长或停振,引发系统无法捕捉到时钟信号问题。驱动临界发生因素来自多方面,如:温度变化和/或杂散电容变化均可导致芯片对大负载晶振驱动力不足。通常芯片对晶振负载电容都有明确要求,如:5~25pF。显然C401=C402=27pF已经超出这个范围。
解决方案:
更换晶振参数如下:
晶振负载(CL):12pF
外接电容:C401=C402=15pF

经观察,不良现象不再重现。
结论:
在无源晶振应用电路中,负载电容和ESR较低的晶体启动较快。另外,请严格根据芯片手册对晶振进行选型。


