晶振在現(xiàn)代器件中隨處可見(jiàn),因此晶振的重要性不言而喻。但在晶振使用過(guò)程中,常常出現(xiàn)一些意料之外的晶振故障,如為何晶振不起振。
石英晶體振蕩器
⑴直接補(bǔ)償型 直接補(bǔ)償型TCXO是由熱敏電阻和阻容元件組成的溫度補(bǔ)償電路,在振蕩器中與石英晶體振子串聯(lián)而成的。在溫度變化時(shí),熱敏電阻的阻值和晶體等效串聯(lián)電容容值相應(yīng)變化,從而抵消或削減振蕩頻率的溫度漂移。該補(bǔ)償方式電路簡(jiǎn)單,成本較低,節(jié)省印制電路板(PCB)尺寸和空間,適用于小型和低壓小電流場(chǎng)合。但當(dāng)要求晶體振蕩器精度小于±1pmm時(shí),直接補(bǔ)償方式并不是很適宜。
?、崎g接補(bǔ)償型 間接補(bǔ)償型又分模擬式和數(shù)字式兩種類(lèi)型。模擬式間接溫度補(bǔ)償是利用熱敏電阻等溫度傳感元件組成溫度-電壓變換電路,并將該電壓施加到一支與晶體振子相串接的變?nèi)荻O管上,通過(guò)晶體振子串聯(lián)電容量的變化,對(duì)晶體振子的非線(xiàn)性頻率漂移進(jìn)行補(bǔ)償。該補(bǔ)償方式能實(shí)現(xiàn)±0.5ppm的高精度。數(shù)字化間接溫度補(bǔ)償是在模擬式補(bǔ)償電路中的溫度—電壓變換電路之后再加一級(jí)模/數(shù)(A/D)變換器,將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。該法可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)溫度補(bǔ)償,使晶體振蕩器頻率穩(wěn)定度非常高,但具體的補(bǔ)償電路比較復(fù)雜,成本也較高,只適用于基地站和廣播電臺(tái)等要求高精度化的情況
Cspan40 晶振不起振的現(xiàn)象及解決方法
現(xiàn)象:
連接電腦后,能夠發(fā)現(xiàn)設(shè)備。(Cspan40,COM),但是打了個(gè)嘆號(hào)。提示“由于 Windows 無(wú)法加載這個(gè)設(shè)備所需的驅(qū)動(dòng)程序,導(dǎo)致這個(gè)設(shè)備工作異常。(代碼 31)”
用示波器觀(guān)察,發(fā)現(xiàn)晶體沒(méi)有起振。
排查過(guò)程:
1、先更換晶體;不行
2、然后對(duì)照數(shù)據(jù)手冊(cè)檢查原理圖,發(fā)現(xiàn) V3 引腳應(yīng)該接 0.01uF 電容,而我用了 0.1uF,換,發(fā)現(xiàn)還是不行。
3、更換芯片,不行。
4、更換 USB 線(xiàn),不行。
5、后來(lái)在 BBS 上也有晶體不起振的情況,具體是上電瞬間晶體起振,稍后即為高電平。
用示波器測(cè)發(fā)現(xiàn)我的也是。但是他那個(gè)是因?yàn)樾盘?hào)線(xiàn) D D- 沒(méi)有加屏蔽導(dǎo)致。雖然沒(méi)解決問(wèn)題,但既有啟示也有進(jìn)展。
此外還得到另外一個(gè)信息,如果 Cspan40 和電腦通信異常,那么芯片會(huì)進(jìn)入睡眠狀態(tài),此時(shí)晶體是不起振的。也就是說(shuō)晶體不起振未必是設(shè)備硬件的問(wèn)題。還和上位機(jī)有關(guān)。
貼片晶振的主要參數(shù)
總頻差:在規(guī)定的時(shí)間內(nèi),由于規(guī)定的工作和非工作參數(shù)全部組合而引起的晶體振蕩器頻率和給定標(biāo)稱(chēng)頻率的大偏差??傤l差包括頻率溫度穩(wěn)定度、頻率老化率造成的偏差、頻率電壓特性和頻率負(fù)載特性等共同造成的大頻差。一般只在對(duì)短期頻率穩(wěn)定度關(guān)心,而對(duì)其他頻率穩(wěn)定度指標(biāo)不嚴(yán)格要求的場(chǎng)合采用。
頻率穩(wěn)定度:任何晶振,頻率不穩(wěn)定是的,程度不同而已。一個(gè)晶振的輸出頻率隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)。曲線(xiàn)中表現(xiàn)出頻率不穩(wěn)定的三種因素:老化、飄移和短穩(wěn)。
開(kāi)機(jī)特性(頻率穩(wěn)定預(yù)熱時(shí)間):指開(kāi)機(jī)后一段時(shí)間(如5 分鐘)的頻率到開(kāi)機(jī)后另一段時(shí)間(如1 小時(shí))的頻率的變化率。表示了晶振達(dá)到穩(wěn)定的速度。這指標(biāo)對(duì)經(jīng)常開(kāi)關(guān)的儀器如頻率計(jì)等很有用。
頻率老化率:在恒定的環(huán)境條件下測(cè)量振蕩器頻率時(shí),石英晶體振蕩器頻率和時(shí)間之間的關(guān)系。這種長(zhǎng)期頻率漂移是由晶體元件和振蕩器電路元件的緩慢變化造成的,因此,其頻率偏移的速率叫老化率,可用規(guī)定時(shí)限后的大變化率(如±10ppb/天,加電72 小時(shí)后),或規(guī)定的時(shí)限內(nèi)大的總頻率變化(如:±1ppm/(年)和±5ppm/(十年))來(lái)表示。