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那些被晶振傻傻忽悠的曾經

來源：http://www.benpai.com.cn 作者：jinluodz 2013年06月21

    前不久，有個客戶打電話抱怨說到，產品生產出來后，時間一會兒走一會兒不走的，由于他不懂，所以很著急。他工廠是生產電子表的，在他當時提出這個問題，時鐘突然停止工作什么原因造成的呢？后而又立馬隨即而出的指向了晶振的問題，因為晶振是各板卡的心跳發生器，說為什要臥裝，而不像電解電容那樣直立安裝呢？直立安裝豈不省事多了嗎？而且還用一個倒U型卡子焊在主板上，這不是其外殼應接地嗎？輕輕一按則晶振與卡子間還會出現很大的間隙。大家都一致認可很有可能是晶振的安裝方式不正確，最后實驗得出結論，部分板卡是這個原因。其實提出這個問題，最主要還是看你是什么板卡，什么樣的IC，當然晶振也是關鍵之一，可以選擇好的晶振廠家，那樣保證晶振時鐘的走時精準耐用。
    時間存在偏差主要是頻率有偏差，1PPM的頻率偏差換算成天時間誤差就是0.0864S。那么如果需要時間誤差要做到準確就最好晶振兩端的電容要按正常配比焊接，同時要晶振供應商幫忙通過QWA檢測找最好的0誤差PPM值，按0誤差的標準來指定供貨的頻率范圍。20PPM的標準誤差一個月60秒，這還要根據所指向的IC和線路設計，匹配要求對不上偏差可能還會大一點。
     晶振只有在外部所接電容為匹配電容的情況下，振蕩頻率才能保證在標稱頻率附近的誤差范圍內。最好按照所提供的數據來，如果沒有，一般是30pF左右。太小了不容易起振。在某些情況下，也可以通過調整這兩個電容的大小來微調振蕩頻率，當然可調范圍一般在10ppm量級。晶振的匹配電容的主要作用是匹配晶振和振蕩電路，使電路易于啟振并處于合理的激勵態下，對頻率也有一定的“微調”作用。對MCU，正確選擇晶振的匹配電容，關鍵是微調晶體的激勵狀態，避免過激勵或欠激勵，前者使晶體容易老化影響使用壽命并導致振蕩電路EMC特性變劣，而后者則不易啟振，工作亦不穩定，所以正確地選擇晶體匹配電容是很重要的。

關于晶振時振時不振，其實無非是晶振負載與兩端電容不匹配造成頻率偏差太大，或者說晶振本身就存在著問題，寄生、阻抗值波動大、內部焊點不牢等。或遇晶振裝板上不行時，用電熱風吹一下或者拆下來重新裝上去又可以了，其實這完全關系到晶振負載與兩端電容不匹配造成頻率偏差太大。然而在這里，電熱風實際上是起到了改變了線路的雜散電容的作用。
許多工程師開始糾結于此了，晶振的負載與晶振兩端的電容如何匹配呢？其實很簡單，用個科學計算的方程式來推算，就是CL=(C1*C2)/(C1+C2)+C”，其中CL指的是晶振的負載電容值， C1 C2指的是晶振兩端的電容值，C”指的是線路雜散電容。

當操作時，焊接碰到將32.768HZ石英晶振的外殼焊在板上來實現信號屏蔽防干擾，這樣的結果只會導致因焊接時間太長將晶振內部的焊點融化，內部結構晶片傾斜碰殼而短路。然而最好的方法是PCB板上設有兩個針孔使用銅線捆綁晶振，或者使用橡膠粘結劑進行。晶振彎腳時隨意彎曲，最佳的彎曲是用手指捏住圓柱晶體的外殼，用鑷子夾住離晶體基座底部3mm以上的引線處，用鑷子夾住彎曲引線成90°，不要用力拉引線。用力拉引線可能造成引線根部的玻璃子破裂，而產生漏氣導致電氣性能損壞。如果漏氣了晶振也就基本上是不能用了。因為焊接時有阻焊劑等臟污就選擇使用超聲波清洗PCBA板：經超聲波清洗或超聲波焊接會影響和損壞石英晶體的內部結構甚至晶片破損。晶振起振時間長，開機不振關機再開機就起振，耗電量大成品電池不耐用。這主要是晶振的電阻太大造成的，低電壓下晶振就無法起振了。

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此文關鍵字：晶振時振時不振晶振匹配電容電子表晶振

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