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FAQ
常見問題
如果諧振器通電后電路功能不正?;驘o法運(yùn)作,請(qǐng)使用下面的步驟來確認(rèn)及排除可能的問題。
Q1

晶體無信號(hào)輸出

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A1

1-1.請(qǐng)使用示波器或頻率計(jì)測(cè)量晶振兩端輸出的信號(hào)。如果沒有信號(hào)輸出,請(qǐng)依照步驟1-1至步驟1-4執(zhí)行檢查。若晶振輸出端(Xout)有信號(hào)輸出,但輸入端(Xin)無信號(hào)輸出,請(qǐng)依照步驟1-5至步驟1-6檢查晶振。


1-2.請(qǐng)卸下晶振并使用專業(yè)測(cè)試機(jī)測(cè)試其頻率和負(fù)載電容,看看它們是否振動(dòng)并符合您的規(guī)格。您也可以將其發(fā)送給您的供應(yīng)商,讓他們?yōu)槟M(jìn)行測(cè)試。


1-3.如果出現(xiàn)以下情況,晶振不振動(dòng),負(fù)載電容與您的規(guī)格不符,或者當(dāng)前頻率與您的目標(biāo)頻率差距較大,請(qǐng)將晶振寄給您的供應(yīng)商進(jìn)行質(zhì)量分析。如果頻率和負(fù)載電容符合您的規(guī)格,我們將需要進(jìn)行等效電路測(cè)試。


1-4.等效電路測(cè)試

1-4

1-4-1.一般來說,微處理器的振蕩電路源自于科爾皮茲電路,如下所示:圖片1 Cd和Cg是外部負(fù)載電容,已內(nèi)置在晶片組中。(請(qǐng)參閱晶片組規(guī)格)Rf為回授電阻,200KΩ~1MΩ。它通常是內(nèi)置在晶片組中。Rd為限流電阻,阻值為470Ω~1KΩ。一般電路不需要這個(gè)電阻,只有高功率電路才需要這個(gè)電阻。


1-4-2.一個(gè)穩(wěn)定的振蕩電路需要負(fù)電阻,其阻值至少應(yīng)為晶振電阻的5倍??梢詫懗蓔-R| > 5盧比。例如,要獲得穩(wěn)定的振蕩電路,當(dāng)晶振電阻為40Ω時(shí),IC的負(fù)阻值必須在–200Ω以下。


1-4-3.「負(fù)阻」是評(píng)價(jià)振蕩電路好壞的標(biāo)準(zhǔn)。在某些情況下,如老化、熱變化、電壓變化等,如果“Q”值較低,電路可能不會(huì)振蕩。因此,請(qǐng)按照以下說明測(cè)量負(fù)電阻(-R)非常重要:

1-4-3

將電阻(R)與晶體串聯(lián)從振蕩起始點(diǎn)到終止點(diǎn)調(diào)節(jié)R的值。測(cè)量振蕩期間的R值。您將能夠獲得負(fù)電阻值|–R| = R + Rr,Rr =晶體電阻。附:連接電路的雜散電容可能會(huì)影響測(cè)量值。


1-4-4.如果晶振參數(shù)正常,但在振蕩電路中工作不穩(wěn)定,則需要檢查IC的阻值是否太低,無法驅(qū)動(dòng)電路。如果是這樣的話,我們可以透過三種方法來改善這種情況:降低外部電容(Cd和Cg)的值,并采用負(fù)載電容(CL)較低的其他晶體。采用電阻(Rr)較低的晶體。測(cè)量振蕩期間的R值。采用Cd和Cg不等值的設(shè)計(jì)。我們可以增加Cd(Xout)的負(fù)載電容,減少Cg(Xin)的負(fù)載電容,以提高Xin輸出的波形幅度,用于其后端電路。


1-5.當(dāng)Xout有信號(hào)輸出而Xin沒有信號(hào)輸出時(shí),代表后電極后端電路的功耗極大。我們可以在電路的輸出與其后電極之間添加一個(gè)緩沖器來驅(qū)動(dòng)后端電路。


1-6.除了上述1-1 ~ 1-5的方法外,您還可以按照步驟1-4-4中的三種方法進(jìn)行操作。如果無法解決您的問題,請(qǐng)聯(lián)絡(luò)晶體或IC制造商的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師以獲得進(jìn)一步的協(xié)助。


Q2

由于晶體沒有足夠的輸出波形幅度,系統(tǒng)無法運(yùn)作

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A2
2-1.請(qǐng)使用示波器或頻率計(jì)數(shù)器測(cè)量晶振兩端的信號(hào),如果頻率不在規(guī)格范圍內(nèi)且輸出波形幅度不夠(例如超過+/- 200ppm),請(qǐng)依照步驟2-3至步驟2-5處理。

2-2.電容與頻率的關(guān)系公式如下:

2-2-1

FL = FR *(1 + C1 / 2 *(C0 + CL))其中此曲線表示電容變化隨頻率變化的變化(頻率可驅(qū)動(dòng)性):

2-2-2

如果頻率計(jì)數(shù)器測(cè)得的頻率高于目標(biāo)頻率,則應(yīng)增加電容值(CL,或Cd&Cg)以將頻率降低至目標(biāo)頻率,反之亦然。請(qǐng)檢查調(diào)整頻率后波形幅度是否有改善。如果有所改善,則表示電路的原始設(shè)計(jì)沒有調(diào)諧到晶體的最佳諧振點(diǎn)。調(diào)整諧振點(diǎn)后,晶體應(yīng)能正常運(yùn)作。


2-3.如果頻率非常接近目標(biāo)頻率但波形幅度沒有改善,我們可以透過以下三種方法來改善:


方法1:降低外部電容(Cd、Cg)值,采用負(fù)載電容(CL)較低的晶振。


方法2:采用電阻(Rr)較低的晶振。


方法3:采用Cd、Cg不等值設(shè)計(jì)。我們可以增加Cd(Xout)的負(fù)載電容,減少Cg(Xin)的負(fù)載電容,以提高Xin輸出的波形幅度,用于其后端電路。建議您采用以上方法,既節(jié)省成本又確保安全


2-4.請(qǐng)使用頻率計(jì)數(shù)器測(cè)量晶振,以確保波形振幅改善后調(diào)整后的頻率仍符合原始規(guī)格。如果頻率不符合規(guī)格,請(qǐng)根據(jù)您的目標(biāo)頻率采用合適CL值的晶振。


2-5.如果頻率遠(yuǎn)高于目標(biāo)頻率,請(qǐng)采用較低CL的晶體,反之亦然。

Q3

頻率輸出偏差超過限制,系統(tǒng)無法運(yùn)作

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A3
3-1.針對(duì)頻率輸出偏差超限的問題,可以透過以下方法來改善:

方法1:調(diào)整外部電容Cd和Cg的值。如果頻率計(jì)數(shù)器測(cè)量的頻率高于目標(biāo)頻率,我們應(yīng)該增加外部電容CL(或Cd和Cg的值),以將頻率降低到我們的目標(biāo)頻率,反之亦然。

方法2:采用不同電容(CL)值的晶體。如果頻率遠(yuǎn)高于目標(biāo)頻率,則采用電容較小的晶體,反之亦然。

3-2.請(qǐng)?jiān)诓捎谜_的電容并將頻率調(diào)整到目標(biāo)值后,使用示波器檢查波形振幅是否正常。當(dāng)外接電容導(dǎo)致波形幅度縮小的情況下,請(qǐng)采用方法2調(diào)整頻率(減少外接電容,采用電容值較小的晶振)。
Q4

頻率輸出僅為目標(biāo)頻率的三分之一

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A4


4-1.下面的曲線代表了晶體的電阻特性:

4-1

晶體有多種振動(dòng)模式,如基波、三階泛音、五階泛音…等。當(dāng)采用基波模式時(shí),晶體的電阻最低,這意味著晶體最容易振蕩。當(dāng)采用第三音模式時(shí),必須利用放大電路將基模的頻率回授降低到小于第三音模式的程度。因此,如果頻率僅為目標(biāo)頻率的三分之一,則應(yīng)檢查是否使用了放大電路或其設(shè)定值是否足夠,因?yàn)殡娐翻h(huán)境適合基頻模式而不是第三音模式。


4-2.如果不使用放大電路或放大電路設(shè)定值不夠,電路可能不會(huì)振蕩。


4-3.基本模式與第三音模式的應(yīng)用如下:

a.基本模式的應(yīng)用

4-3a

b.第三音模式的應(yīng)用

4-3b

4-4.下表為Third-Tone模式下不同頻率下L、C的匹配值:

4-4


Q5

頻率輸出是目標(biāo)頻率的三倍

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A5
5-1.這個(gè)問題出現(xiàn)的機(jī)率比較小。請(qǐng)判斷三音模態(tài)的頻率回授是否因放大電路的原因而大于基模模態(tài)的回授。當(dāng)放大電路內(nèi)置于晶片組時(shí),可能會(huì)出現(xiàn)此問題。為了解決這個(gè)問題,請(qǐng)采用第三音模式晶振。

5-2.此外,三音模式放大電路設(shè)計(jì)不當(dāng),也可能導(dǎo)致電路以五音模式振蕩或不振蕩。
Q6

輸出波形幅度過大導(dǎo)致系統(tǒng)故障

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A6
6-1.請(qǐng)參考問題2的解決方法,請(qǐng)?jiān)黾覺in端子電容,然后檢查波形幅度是否有改善。
Q7

晶體無信號(hào)輸出

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A7
7-1.請(qǐng)使用頻譜分析儀識(shí)別中斷信號(hào)的頻率。我們可以根據(jù)出現(xiàn)的頻率來找出問題所在。

7-2.如果是電源交流信號(hào),請(qǐng)檢查電源接地和信號(hào)接地是否懸空。如果不是請(qǐng)改為浮動(dòng)。

7-3.若信號(hào)頻率較高,請(qǐng)采用以下方法:使用水晶外殼作為接地。采用C0較小的晶體。增加電路外部電容Cd和Cg,并采用負(fù)載電容CL更高的晶振。

7-4.如果上述方法無法解決您的問題,請(qǐng)檢查周邊電路和PCB布局。如果兩者都正常,請(qǐng)要求IC制造商調(diào)查其晶片組設(shè)計(jì)對(duì)未知信號(hào)的反應(yīng)。改變周邊電路的設(shè)計(jì)只能緩解問題,而無法完全解決問題。通常。找出晶片組設(shè)計(jì)的問題并解決它是最好的。
Q8

電路的電磁干擾過高

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A8
此問題的解決方法與問題7相同,請(qǐng)參閱步驟7-1至步驟7-4。
Q9

晶體安裝在PCB上時(shí)不振動(dòng)

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A9
9-1.請(qǐng)使用示波器或頻率計(jì)測(cè)量晶體兩端的信號(hào)。請(qǐng)依照步驟9-1至9-4進(jìn)行測(cè)試。當(dāng)Xin有信號(hào)輸出但波形幅度較小時(shí),請(qǐng)依步驟2-1~2-5進(jìn)行測(cè)試。

9-2.請(qǐng)卸下晶振并使用專業(yè)測(cè)試機(jī)測(cè)試其頻率和負(fù)載電容,看看它們是否振動(dòng)并符合您的規(guī)格。您也可以將其發(fā)送給您的供應(yīng)商,讓他們?yōu)槟M(jìn)行測(cè)試。

9-3.如果出現(xiàn)以下任何一種情況,例如晶振不振動(dòng)、負(fù)載電容與您的規(guī)格不符、或當(dāng)前頻率與您的目標(biāo)頻率差距過大,請(qǐng)將晶振寄給您的供應(yīng)商進(jìn)行質(zhì)量分析。

9-4.如果頻率和負(fù)載電容滿足您的規(guī)格并且晶體通過DLD測(cè)試,我們將需要進(jìn)行等效電路測(cè)試。請(qǐng)參考步驟1-4~1-6。

9-5.如果晶體未通過DLD測(cè)試,請(qǐng)將其發(fā)送給您的供應(yīng)商進(jìn)行質(zhì)量分析以進(jìn)一步改進(jìn)。
Q10

在PCB上進(jìn)行溫度測(cè)試時(shí),晶體不工作或頻率偏移

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A10
10-1.拆下晶體并使用熱測(cè)試機(jī)測(cè)試其頻率和電阻,看看是否有振蕩并符合規(guī)格。您也可以將其發(fā)送給晶振供應(yīng)商進(jìn)行測(cè)試。(熱測(cè)試點(diǎn)間隔至少10℃/1個(gè)測(cè)試點(diǎn))

10-2.如果晶振在工作溫度下的電阻和頻率超出規(guī)格,請(qǐng)將晶振送至制造商進(jìn)行質(zhì)量分析并進(jìn)一步改進(jìn)。

10-3.在晶振通過熱測(cè)試的情況下,請(qǐng)檢查振蕩電路和其他元件的特性(如外部電容的溫度特性、芯片電路的溫度特性等。)。
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