怎么判断晶振失效了又怎么解决?

怎么判断晶振失效了又怎么解决?

小到每一颗晶振,大到每个产品在做完整之前都需要经过很多工序的检测,比如说有晶振的电路板在检漏工序中,在酒精加压的环境下,晶振容易产生碰壳,即振动时芯片跟外壳容易相碰,导致容易发生晶振时振时不振或晶振停振等失效现象。本文将分析导致晶振失效的具体因素?如何避免或者解决这一问题?

导致晶振失效的原因:

怎么判断晶振失效了又怎么解决?

1)在压封时,晶体内部要求抽真空/充氮气,如果发生压封不良,即石英晶体的密封性不好时,在酒精加压的条件下,表现为漏气,称之为双漏,也会导致晶振不起振。

2)由于芯片本身的厚度很薄,当激励功率过大时,会使内部石英芯片破损,导致晶振停振。

3)在焊锡时,当锡丝透过线路板上小孔渗过,导致引脚跟外壳连接在一块,或是晶振在制造过程中基座上引脚的锡点和外壳相连接发生单漏,都会造成短路,从而引起晶振不振。

4)由于石英水晶片在剪脚和焊锡的时候容易产生机械应力和热应力,而焊锡温度过高和作用时间太长都会影响到晶振,容易导致晶片处于临界状态,以至出现晶振时振时不振现象,甚至晶振停振。

5)有功负载会降低Q值(即品质因素),从而使晶体的稳定性下降,容易受周边有源元器件影响,处于不稳定状态,出现晶振时振时不振现象。

6)当晶振频率发生频率漂移,且超出晶振频率偏差范围过多时,以至于捕捉不到晶振的中心频率,从而导致芯片无法正常工作。

关于无源晶振为Crystal(晶体)和有源晶振Oscillator(振荡器)的解释说明

在电子学上,通常我们把含有晶体管元件的电路称之为“有源电路”(如有源音箱、有源滤波器等),而把仅由阻容元件组成的电路称作“无源电路”。电脑中的晶体振荡器也分为无源晶振和有源晶振两种类型。无源晶振与有源晶振的英文名称不同,无源晶振为Crystal(晶体),而有源晶振则叫做Oscillator(振荡器)。无源晶振是有2个引脚的无极性元件,需要借助于时钟电路才能产生振荡信号,自身无法振荡起来;有源晶振有4只引脚,是一个完整的振荡器,其中除了石英晶体外,还有晶体管和阻容元件。

拓展阅读:如何有效提升晶振的抗干扰能力可以采取以下措施

在实际应用中,晶振作为频率控制元件,其稳定性和准确性至关重要。然而,晶振容易受到电磁干扰、射频干扰以及电源噪声等外部因素的影响,导致其频率稳定性下降。为了确保晶振的频率稳定性,必须采取有效的抗干扰措施。

晶振受到的干扰主要包括电磁干扰、射频干扰和电源噪声。电磁干扰是由外部电磁场或其他设备产生的辐射或噪声引起的,可能导致晶振工作异常或信号失真。射频干扰主要由无线通信设备、雷达、Wi-Fi路由器、手机等产生的射频信号造成,通过辐射或耦合进入晶振电路,影响其正常的振荡和频率输出。电源噪声是由电源的不稳定性或其他设备的干扰产生的,通过电源线路传导到晶振电路中,影响晶振稳定的频率输出。

为了提升晶振的抗干扰能力,可以采取以下措施:

1、选择合适的晶振型号:低相位噪声、低电磁干扰和低射频干扰晶振是提升抗干扰能力的关键。这些晶振型号具有较低的相位噪声和电磁干扰,能够更好地抵抗外部干扰。

2、使用晶体滤波器:晶体滤波器能够有效抑制高频噪声,降低干扰对晶振的影响。通过选择合适的滤波器,可以滤除干扰信号,提高晶振的频率稳定性。

3、采用金属屏蔽外壳:金属屏蔽外壳可以防止电磁辐射进入晶振电路,提高抗干扰性能。通过将晶振封装在金属外壳中,可以减少外部电磁干扰对晶振的影响。

4、优化电路设计:合理的PCB布局能够有效降低干扰耦合,减少外部信号对晶振的影响。尽量减少长引线和高频噪声路径,避免信号反射和干扰。通过优化电路设计,可以降低干扰对晶振的影响,提高其频率稳定性。

5、去耦与稳压:在电源输入端加入去耦电容,以减少电源波动和噪声干扰。同时使用稳压电路,确保晶振获得稳定的电源供给,避免电压波动影响其频率稳定性。通过去耦和稳压措施,可以降低电源噪声对晶振的影响,提高其频率稳定性。

6、应用软件抗干扰技术:通过数字滤波算法进一步降低噪声干扰的影响。对采集到的信号进行数字处理,软件滤波器可以消除外部干扰,提高信号的纯净度和稳定性。通过应用软件抗干扰技术,可以进一步降低干扰对晶振的影响,提高其频率稳定性。

综上所述,晶振的抗干扰技术对于确保其频率稳定性至关重要。通过选择合适的晶振型号、使用晶体滤波器、采用金属屏蔽外壳、优化电路设计、去耦与稳压以及应用软件抗干扰技术,可以有效地抵抗电磁干扰、射频干扰和电源噪声的影响,提高晶振的频率稳定性。

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