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FAQ
常见问题
If the circuit function of the resonator is abnormal or cannot operate after being powered on, please use the following steps to confirm and troubleshoot possible issues.
Q1

晶体无信号输出

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A1

1-1.请使用示波器或频率计测量晶振两端输出的信号。如果没有信号输出,请依照步骤1-1至步骤1-4执行检查。若晶振输出端(Xout)有信号输出,但输入端(Xin)无信号输出,请依照步骤1-5至步骤1-6检查晶振。


1-2.请卸下晶振并使用专业测试机测试其频率和负载电容,看看它们是否振动并符合您的规格。您也可以将其发送给您的供应商,让他们为您进行测试。


1-3.如果出现以下情况,晶振不振动,负载电容与您的规格不符,或者当前频率与您的目标频率差距较大,请将晶振寄给您的供应商进行质量分析。如果频率和负载电容符合您的规格,我们将需要进行等效电路测试。


1-4.等效电路测试

1-4

1-4-1.一般来说,微处理器的振荡电路源自于科尔皮兹电路,如下所示:图片1 Cd和Cg是外部负载电容,已内置在晶片组中。(请参阅晶片组规格)Rf为回授电阻,200KΩ~1MΩ。它通常是内置在晶片组中。Rd为限流电阻,阻值为470Ω~1KΩ。一般电路不需要这个电阻,只有高功率电路才需要这个电阻。


1-4-2.一个稳定的振荡电路需要负电阻,其阻值至少应为晶振电阻的5倍。可以写成|-R| > 5卢比。例如,要获得稳定的振荡电路,当晶振电阻为40Ω时,IC的负阻值必须在–200Ω以下。


1-4-3.「负阻」是评价振荡电路好坏的标准。在某些情况下,如老化、热变化、电压变化等,如果“Q”值较低,电路可能不会振荡。因此,请按照以下说明测量负电阻(-R)非常重要:

1-4-3

将电阻(R)与晶体串联从振荡起始点到终止点调节R的值。测量振荡期间的R值。您将能够获得负电阻值|–R| = R + Rr,Rr =晶体电阻。附:连接电路的杂散电容可能会影响测量值。


1-4-4.如果晶振参数正常,但在振荡电路中工作不稳定,则需要检查IC的阻值是否太低,无法驱动电路。如果是这样的话,我们可以透过三种方法来改善这种情况:降低外部电容(Cd和Cg)的值,并采用负载电容(CL)较低的其他晶体。采用电阻(Rr)较低的晶体。测量振荡期间的R值。采用Cd和Cg不等值的设计。我们可以增加Cd(Xout)的负载电容,减少Cg(Xin)的负载电容,以提高Xin输出的波形幅度,用于其后端电路。


1-5.当Xout有信号输出而Xin没有信号输出时,代表后电极后端电路的功耗极大。我们可以在电路的输出与其后电极之间添加一个缓冲器来驱动后端电路。


1-6.除了上述1-1 ~ 1-5的方法外,您还可以按照步骤1-4-4中的三种方法进行操作。如果无法解决您的问题,请联络晶体或IC制造商的现场应用工程师以获得进一步的协助。


Q2

由于晶体没有足够的输出波形幅度,系统无法运作

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A2
2-1.请使用示波器或频率计数器测量晶振两端的信号,如果频率不在规格范围内且输出波形幅度不够(例如超过+/- 200ppm),请依照步骤2-3至步骤2-5处理。

2-2.电容与频率的关系公式如下:

2-2-1

FL = FR *(1 + C1 / 2 *(C0 + CL))其中此曲线表示电容变化随频率变化的变化(频率可驱动性):

2-2-2

如果频率计数器测得的频率高于目标频率,则应增加电容值(CL,或Cd&Cg)以将频率降低至目标频率,反之亦然。请检查调整频率后波形幅度是否有改善。如果有所改善,则表示电路的原始设计没有调谐到晶体的最佳谐振点。调整谐振点后,晶体应能正常运作。


2-3.如果频率非常接近目标频率但波形幅度没有改善,我们可以透过以下三种方法来改善:


方法1:降低外部电容(Cd、Cg)值,采用负载电容(CL)较低的晶振。


方法2:采用电阻(Rr)较低的晶振。


方法3:采用Cd、Cg不等值设计。我们可以增加Cd(Xout)的负载电容,减少Cg(Xin)的负载电容,以提高Xin输出的波形幅度,用于其后端电路。建议您采用以上方法,既节省成本又确保安全


2-4.请使用频率计数器测量晶振,以确保波形振幅改善后调整后的频率仍符合原始规格。如果频率不符合规格,请根据您的目标频率采用合适CL值的晶振。


2-5.如果频率远高于目标频率,请采用较低CL的晶体,反之亦然。

Q3

频率输出偏差超过限制,系统无法运作

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A3
3-1.针对频率输出偏差超限的问题,可以透过以下方法来改善:

方法1:调整外部电容Cd和Cg的值。如果频率计数器测量的频率高于目标频率,我们应该增加外部电容CL(或Cd和Cg的值),以将频率降低到我们的目标频率,反之亦然。

方法2:采用不同电容(CL)值的晶体。如果频率远高于目标频率,则采用电容较小的晶体,反之亦然。

3-2.请在采用正确的电容并将频率调整到目标值后,使用示波器检查波形振幅是否正常。当外接电容导致波形幅度缩小的情况下,请采用方法2调整频率(减少外接电容,采用电容值较小的晶振)。
Q4

频率输出仅为目标频率的三分之一

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A4


4-1.下面的曲线代表了晶体的电阻特性:

4-1

晶体有多种振动模式,如基波、三阶泛音、五阶泛音…等。当采用基波模式时,晶体的电阻最低,这意味着晶体最容易振荡。当采用第三音模式时,必须利用放大电路将基模的频率回授降低到小于第三音模式的程度。因此,如果频率仅为目标频率的三分之一,则应检查是否使用了放大电路或其设定值是否足够,因为电路环境适合基频模式而不是第三音模式。


4-2.如果不使用放大电路或放大电路设定值不够,电路可能不会振荡。


4-3.基本模式与第三音模式的应用如下:

a.基本模式的应用

4-3a

b.第三音模式的应用

4-3b

4-4.下表为Third-Tone模式下不同频率下L、C的匹配值:

4-4


Q5

频率输出是目标频率的三倍

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A5
5-1.这个问题出现的机率比较小。请判断三音模态的频率回授是否因放大电路的原因而大于基模模态的回授。当放大电路内置于晶片组时,可能会出现此问题。为了解决这个问题,请采用第三音模式晶振。

5-2.此外,三音模式放大电路设计不当,也可能导致电路以五音模式振荡或不振荡。
Q6

输出波形幅度过大导致系统故障

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A6
6-1.请参考问题2的解决方法,请增加Xin端子电容,然后检查波形幅度是否有改善。
Q7

晶体无信号输出

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A7
7-1.请使用频谱分析仪识别中断信号的频率。我们可以根据出现的频率来找出问题所在。

7-2.如果是电源交流信号,请检查电源接地和信号接地是否悬空。如果不是请改为浮动。

7-3.若信号频率较高,请采用以下方法:使用水晶外壳作为接地。采用C0较小的晶体。增加电路外部电容Cd和Cg,并采用负载电容CL更高的晶振。

7-4.如果上述方法无法解决您的问题,请检查周边电路和PCB布局。如果两者都正常,请要求IC制造商调查其晶片组设计对未知信号的反应。改变周边电路的设计只能缓解问题,而无法完全解决问题。通常。找出晶片组设计的问题并解决它是最好的。
Q8

电路的电磁干扰过高

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A8
此问题的解决方法与问题7相同,请参阅步骤7-1至步骤7-4。
Q9

晶体安装在PCB上时不振动

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A9
9-1.请使用示波器或频率计测量晶体两端的信号。请依照步骤9-1至9-4进行测试。当Xin有信号输出但波形幅度较小时,请依步骤2-1~2-5进行测试。

9-2.请卸下晶振并使用专业测试机测试其频率和负载电容,看看它们是否振动并符合您的规格。您也可以将其发送给您的供应商,让他们为您进行测试。

9-3.如果出现以下任何一种情况,例如晶振不振动、负载电容与您的规格不符、或当前频率与您的目标频率差距过大,请将晶振寄给您的供应商进行质量分析。

9-4.如果频率和负载电容满足您的规格并且晶体通过DLD测试,我们将需要进行等效电路测试。请参考步骤1-4~1-6。

9-5.如果晶体未通过DLD测试,请将其发送给您的供应商进行质量分析以进一步改进。
Q10

在PCB上进行温度测试时,晶体不工作或频率偏移

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A10
10-1.拆下晶体并使用热测试机测试其频率和电阻,看看是否有振荡并符合规格。您也可以将其发送给晶振供应商进行测试。(热测试点间隔至少10℃/1个测试点)

10-2.如果晶振在工作温度下的电阻和频率超出规格,请将晶振送至制造商进行质量分析并进一步改进。

10-3.在晶振通过热测试的情况下,请检查振荡电路和其他元件的特性(如外部电容的温度特性、芯片电路的温度特性等。)。
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