【经验】KYOCERA晶体振荡器CX3225SB50000D0FSSC1对时钟芯片输出异常的解决方案

时间： 2022-05-17 来源：世强

技术问答

在一个时钟产品开发过程中，需要用到ADI时钟芯片，它需要一个输入参考信号作为芯片内部的系统时钟。当然，也可以直接选用更高精度的OCXO作为频率源，但那是没有必要的，尤其是对时钟芯片来讲，高精度的OCXO一般频率较低，频点低则会导致生成信号的相噪、杂散指标差。在经过一番折腾后，我选择选用3225封装的贴片晶体振荡器替代原有的OCXO(我最开始使用的OCXO作为ADI时钟芯片的系统时钟输入)，并使用OCXO作为ADI补偿信号，则能够兼顾频点和成本的问题。此外，晶振的品质也得满足以下要求，晶体需大于等于20M，切型为AT切，最大motional resistance为100欧姆，以生成稳定的时钟信号。在一番选型筛选之后，我在世强平台上申请了KYOCERA品牌的CX3225SB50000D0FSSC1型号的晶体振荡器，用来完成试验，方便以后的大批量生产。

首先来看晶振规格书，如下图所示：(由于没找到50MHz的规格书，有同规格的40MHz的，一般来说相差不大)：

我重点关注了晶体的等效串联电阻为最大50Ω，符合要求，负载电容为8pF，根据时钟芯片手册上的公式(大部分晶体的并联电容都是这么算的)：

时钟产品对应的部分原理图如下所示：

XOA和XOB分别接在3225晶体的两端，分别并联10pF~15pF的电容到地，XOA、XOB之间串联1M电阻帮助晶振起振，正当我觉得一切顺利时，加电，发现时钟模块无输出，反复排查，发现是晶振根本没起振，使用示波器查看晶振输出，竟是下图情况：

按照下面步骤情况一一排查，找出问题所在：

1．重读晶振数据手册，发现没有错误，甚至换了8pF、12pF、15pF的并联电容，仍不能起振，说明不是电容的事；

2．怀疑是晶振在快递过程中受损导致晶体破裂，于是，我用热风枪吹下一个晶振，换到了之前的一个STM32开发板上，发现开发板能工作，证明，晶振没有问题。既然是实验板有问题，那么，有两种情况，一种是电路本身存在缺陷，另一种是IC对于晶振的激励电流不够，导致晶振不振，于是，继续试验排查问题；

3．使用万用表量了一下给时钟芯片供电的LDO，均工作正常，至少IC的供电没有问题，刚用的芯片坏的可能性不大，所以我决定先排除下电路问题；

4．接着，把晶振安装到试验板上，加电，使用欧姆表量了下1M欧姆电阻两端的电压，发现只有10欧姆，电路存在短路？局势渐渐明了，我把晶振吹下来，继续量了一下1M欧姆电阻的阻值，惊喜的发现是1M欧姆，于是我又安装上了晶振，确定下是晶振的问题，但是，安装好后，发现电阻的阻值是1M欧姆，晶振输出正常，使用示波器查看晶振输出，如下图所示。这让我更加困惑。

后来反复多次实验之后，归根结底，还是自己操作方面的问题，我发现由于这种晶振的外壳是金属(如下图所示)，多次使用烙铁头去修晶振的时候，会导致锡渣或者助焊剂残留，极有可能发生虚焊或者部分短路，而且PCB板上一定要保证绿油是完整的，最直接的一个办法。另外这种封装的器件，最好每次改动都使用热风枪，不要用烙铁！在修正后镜检，然后按照手册的要求来配置，就不会出问题。

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