无源晶振(晶体谐振器)振荡电路失效分析

无源晶振(晶体谐振器)振荡电路失效分析

关于无源晶振(晶体谐振器)振荡电路失效问题,我们主要从以下三个当面来分析:

检查芯片设置

  • 某些芯片需要进行编程或复位以启用振荡电路,因此若振荡电路不工作,请检查芯片是否已完成所需设置。
  • 检查C-MOS逆变器的功能作为放大器。
  • 请确保用于石英晶体振荡器振荡电路的C-MOS逆变器用作反相放大器。
  • 反馈电阻(Rf)作为偏置电阻对于使用C-MOS反相器制作反相放大器非常重要,请检查Rf是集成在IC中还是添加在振荡电路上。如果反相放大器工作,C-MOS逆变器输入/输出端的直流电压电平应为施加到C-MOS逆变器的1/2电压。

检查无源晶振电气特性

  • 请检查”R1″和”fl”是否符合规格
  • 需要网络分析仪或阻抗分析仪来检查。

检查振荡裕量

如果石英晶振本身的电气特性正常,则振荡裕量(负性阻抗)不足会导致振荡停止,我们根据R1规范提出超过5倍的振荡余量。

  • 外部电容大小的影响

外部电容减小,会使振荡裕度变大,其原理是较低的外部电容会使C-MOS逆变器的输出产生高阻抗。而提高的阻抗则会致振荡电路的高负阻并增加振荡裕度。

注:更改外部电容后,请检查晶振实际振荡频率是否在您想需频率范围内,因为晶振振荡频率会随外部电容小而变高。晶振振荡频率的高低与外部电容的大小呈现的关系为反比。

  • 阻尼电阻大小的影响

由于较高负电阻可以增加振荡裕度,同理,我们可以尝试通过降低阻尼电阻的手段来减少其对振荡幅度的衰减。在您将阻尼电阻变小之后,请检查电流的驱动电平(激励功率)是否在晶振驱动级别允许范围内,因为阻尼电阻变小后,驱动电流自然会变高。在此情况之下,过高电流容易造成晶振因过驱而受损问题。

注:

振荡电路概念

振荡电流是一种大小和方向都随周期发生变化的电流,能产生振荡电流的电路就叫做振荡电路,其中最简单的振荡电路叫LC回路。

LC回路

LC回路一般指LC振荡电路。 LC电路,也称为谐振电路、槽路或调谐电路,是包含一个电感(用字母L表示)和一个电容(用字母C表示)连接在一起的电路。

等效电路

所谓等效,是指将电路中某一部分比较复杂的结构用一比较简单的结构替代,替代之后的电路与原电路对未变换的部分(或称外部电路)保持相同的作用效果。

石英晶体等效电路

无源晶振(晶体谐振器)振荡电路失效分析

石英晶体的等效电路:当晶体不振动时,可以看成是一个平板电容器Co,称为静电电容。Co与晶片的几何尺寸和电极面积有关。

“Co”符号为静态电容和支架引线等分布电容之和,一般约2~5PF。

“Cq”符号为动态电容,表征晶体的弹性,值很小, 在10﹣pF以下。

“Lq”符号为动态电感,表征晶体的质量, 值较大, 在几十mH ~几百H。

“rq ”符号为动态电阻,机械摩擦和空气阻尼引起的损耗, 阻抗很小,几~几百欧。

“ Lq1、Cq1、rq3”符号为晶体基频等效电路。

“ CLq3、Lq3、rq3”符号为晶体三次泛音等效电路。

电话:0755-23068369