臺灣晶技股份有限公司已經是亞洲甚至是世界范圍內,品牌名氣和影響力比較大的石英水晶組件制造商了,專門設計開發和生產制造各種類型的石英晶振,提供樣品和批量供貨,以及技術和售后等相關服務.TXC公司作為臺灣知名的晶振廠家之一,不管是技術還是方案方面,都能讓廣大新老客戶滿意,而且幫助許多客戶解決了晶振相關問題,以下我們一起回顧下,一些TXC公司處理過的經典技術問題,和給出的處理步驟與方法.
一、頻率輸出僅為目標頻率的三分之一
下面的曲線代表了晶體電阻的特性:

晶體有各種振動模式,如基波,三次泛音,五次泛音,等等.當采用基模時,晶體的電阻是最低,這意味著晶體振蕩最容易.當應用第三音調模式時,必須使用放大電路將基本模式的頻率反饋降低到小于第三音調模式的延伸.因此,如果頻率僅為目標頻率的三分之一,我們應檢查是否應用放大電路或其設定值是否足夠,因為晶振電路環境適合于基本模式而不是第三音模式.如果未應用放大電路或其設定值不足,電路可能不會振蕩.基本模式和第三音模式的應用如下:

基本模式的應用-三音模式的應用

下表按不同頻率顯示了第三音模式的L,C匹配值:

第3次泛音頻率	L	C
25Mhz~35Mhz	22uH	220pF
35Mhz~45Mhz	5.5uH	690pF
45Mhz~60Mhz	1uH	1500pF
60Mhz~80Mhz	550nH	2200pF
80Mhz~100Mhz	220nH	4700pF

二、由于輸出波形而在監視器上顯示時系統故障或圖像中斷被其他信號中斷
請使用頻譜分析儀識別中斷信號的頻率.我們可以根據頻率找出問題所在.如果是來自電源的交流信號,請檢查電源和信號的接地狀態是否浮動.如果不是,請改為浮動.如果信號頻率較高,請使用以下方法:
1.使用水晶殼作為接地.
2.采用C0較小的諧振器.
3.增加電路的外部電容Cd和Cg,并采用具有更高負載電容CL的晶體.
如果上述方法無法解決您的問題,請檢查周圍的電路和PCB布局.如果它們都正常,請讓IC制造商調查其芯片組設計對未知信號的反應.改變周圍電路的設計只能緩解問題而不是完全解決問題.通常.最好找出芯片組設計的問題并解決它.
三、由于輸出頻率偏差很大,系統無法正常工作
我們可以通過以下方法改善頻率輸出偏差超過極限的問題:調整外部電容值Cd和Cg.如果頻率計數器測量的頻率高于目標頻率,我們應該增加外部電容CL(或Cd和Cg的值),以將頻率降低到我們的目標頻率,反之亦然.采用具有不同電容值(CL)的晶體.如果頻率遠高于目標頻率,則采用電容較低的Quartz Crystal,反之亦然.在采用正確的電容并將頻率調整到目標值后,請使用示波器檢查波形幅度是否正常.在由于增加外部電容而使波形幅度縮小的情況下,請使用方法2調整頻率(降低外部電容并采用電容較低的晶體).
四、由于晶體沒有足夠的輸出波形幅度,系統無法正常工作
請使用示波器或頻率計測量來自晶體兩端的信號,如果頻率不在規格范圍內且輸出波形幅度不夠(例如,超過+/-200ppm),請按照步驟操作1-3到步驟1-5.電容與頻率的公式如下:

其中
曲線表示電容變化與頻率變化的變化(頻率可變性):

如果頻率計測量的頻率高于目標頻率,我們應該增加電容值(CL,或Cd和Cg)以降低頻率到目標頻率,反之亦然.調整頻率后,請檢查波形幅度是否有所改善.如果它得到改進,則表明電路的原始設計沒有調整到晶體的最佳諧振點.調整諧振點后,晶體應正常工作.如果波形幅度沒有改善,即使頻率幾乎接近目標頻率,我們可以使用以下三種方法改進它:
方法1: 降低外部電容(Cd和Cg)的值,采用負載電容(CL)較低的晶振.
方法2: 采用較低電阻(Rr)的晶體諧振器.
方法3: 使用不等的Cd和Cg值的設計.
我們可以增加Cd(Xout)的負載電容并降低Cg(Xin)的負載電容,以提高來自Xin的波形幅度輸出,這將用于其后端電路.我們建議您使用上述方法來節省成本并確保安全.請使用頻率計來測量晶體,以確保在波形幅度得到改善后,調整后的頻率仍符合原始規格.如果頻率不符合規格,請根據您的目標頻率采用具有合適CL值的晶體.如果頻率遠高于目標頻率,請采用CL較低的晶體,反之亦然.
五、晶體不會振動或其頻率隨PCB上的熱測試而變化
卸下晶體并測試其頻率和電阻,以確定它是否振蕩并使用熱測試機器符合規格.您也可以將其發送給晶體供應商進行測試.(熱測試點的間隔應至少為10？/1測試點)如果其電阻和頻率超出工作溫度范圍內的規格,請將晶體送至制造商進行質量分析和進一步改進.在晶體通過熱測試的情況下,請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.
六、頻率輸出是目標頻率的三倍
這個問題的可能性相對較小.請確定第三音模式的頻率反饋是否大于放大電路引起的基模反饋.當放大電路內置在芯片組中時,可能會發生此問題.要解決這個問題,請采用三色調模式水晶振動子.此外,用于第三音模式的放大電路的不適當設計也可能導致電路通過五音模式振蕩或不能振蕩.

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