臺灣晶技股份有限公司已經(jīng)是亞洲甚至是世界范圍內(nèi),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(shè)計開發(fā)和生產(chǎn)制造各種類型的石英晶振,提供樣品和批量供貨,以及技術(shù)和售后等相關(guān)服務(wù).TXC公司作為臺灣知名的晶振廠家之一,不管是技術(shù)還是方案方面,都能讓廣大新老客戶滿意,而且?guī)椭S多客戶解決了晶振相關(guān)問題,以下我們一起回顧下,一些TXC公司處理過的經(jīng)典技術(shù)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(yīng)用第三音調(diào)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(diào)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(yīng)檢查是否應(yīng)用放大電路或其設(shè)定值是否足夠,因為晶振電路環(huán)境適合于基本模式而不是第三音模式.如果未應(yīng)用放大電路或其設(shè)定值不足,電路可能不會振蕩.基本模式和第三音模式的應(yīng)用如下:

基本模式的應(yīng)用-三音模式的應(yīng)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(jiān)視器上顯示時系統(tǒng)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(jù)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(tài)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(diào)查其芯片組設(shè)計對未知信號的反應(yīng).改變周圍電路的設(shè)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(shè)計的問題并解決它.
三、由于輸出頻率偏差很大,系統(tǒng)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(diào)整外部電容值Cd和Cg.如果頻率計數(shù)器測量的頻率高于目標頻率,我們應(yīng)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(diào)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(diào)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(tǒng)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(guī)格范圍內(nèi)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(yīng)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(diào)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(shè)計沒有調(diào)整到晶體的最佳諧振點.調(diào)整諧振點后,晶體應(yīng)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(shè)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(jié)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(diào)整后的頻率仍符合原始規(guī)格.如果頻率不符合規(guī)格,請根據(jù)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(guī)格.您也可以將其發(fā)送給晶體供應(yīng)商進行測試.(熱測試點的間隔應(yīng)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(nèi)的規(guī)格,請將晶體送至制造商進行質(zhì)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(nèi)置在芯片組中時,可能會發(fā)生此問題.要解決這個問題,請采用三色調(diào)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(shè)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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