【技术大神】Epson晶体振荡器在电子产品中的应用亮点

时间： 2019-09-03 来源：世强

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晶体振荡器在电子产品中随处可见它的身影，但是，有的工程师只是拿来就用，没有去想到一些细节问题。有个朋友跟我说：现在客户真挑剔，我设计的产品明明没有问题也退回来。我们验证了很长时间故障不能再现，产品的PPM值很高。我说：客户不可能把没问题的产品退回来，只是你没分析出来问题罢了。

于是我有幸帮这个朋友进行不良品故障分析，以下便是我的分析内容。

首先根据产品的功能做功能试验，试验后功能正常，又根据试验大纲重新把试验做一遍，在经过多次高低温冲击和高温高湿试验，故障终于重现。我抓住这个机会跟他们一起测量关键点的电压及信号波形，结果发现晶振振荡器停振。

接下来就分析晶振为什么停振，可是还没动手故障件又正常了。只好再做试验把故障重现。经过多次试验和测试，我发现问题不在晶振，而是在设计线路板时，没有考虑晶振的阻抗和负载电容的匹配所导致的。

经过测试电路板阻抗，我最终选用一颗EPSON公司生产的与线路板负载阻抗匹配的晶体振荡器换上，经过多次高低温冲击和高温高湿试验，后来一直没出现故障。最后朋友在其设计的所有生产产品中都换成了Epson的晶体振荡器，产品PPM值得到了很好的遏制。

为了使其更明了其中的原委，我把晶振的正确选择和使用跟这个朋友讲了一遍：
1）晶振在选用之前，一定要知道芯片的震荡脚的电阻，芯片的文档中大多数都给出这个阻值。还要清楚所用的晶体的用途、参数、环境等。

2）须明了所选晶振的负载电容，尽量做到与晶振匹配。如果不匹配也可能使得晶振能工作，但是工作点并不在中心，而是在下图所示的1和3点上。

从图中可以看出，正常的工作点应在中间的2点上，1和3都是偏移的，虽然能暂时工作，但是，如果受到环境温度或者芯片的微小参数变化影响，这个晶振就不能正常工作了。这些都是负载电容不匹配或者电路板与晶振的阻抗不匹配所造成的。

3）在设计线路板时，在有条件对阻抗匹配的情况下，尽量做到阻抗匹配。如果没有条件，最好把线路板寄给晶振厂家进行阻抗匹配，晶振厂家会根据电路的阻抗和整个线路板的寄生电容、寄生电感进行匹配。为了达到电路阻抗的最佳状态，这样就有可能需要定做晶体。当然定做晶体肯定会增加产品的成本，不过Epson的晶体振荡器在相同的频点产品中有不同的阻抗和负载电容，这就大大方便了不同的客户选择。

电子产品的稳定可靠与否，晶振的作用不可忽视。俗话说：一分价钱一分货。电子元器件也是这样，好的晶振不仅频率稳定，温度范围宽，容易起振精度高，而且晶源的电阻小，对电路板及走线也要求不高，Epson的晶振是全球工程师所认可的，并且出货量大。其代理商世强也有很好的价位，是性价比很高的关键器件，值得选用。

作者：郑州陆信影

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