我的原创：32.768kHz晶振不起振的终极解决方法

xinshuhai · 发表于 2019-11-27 10:19

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本帖最后由 xinshuhai 于 2019-11-27 10:23 编辑

32.768kHz晶振是市面上使用最为广泛的一类晶振。便宜，但是很容易出现不起振的问题。

一般来说，不起振的情况主要出现在无源晶振上，尤其是kHz级别的无源晶振。

之前有个项目，RTC时钟老是挂掉。把22pf电容换了，问题还是依旧。

32.768khz的晶体电路一般是这样的：用示波器观察时，发现，震荡很微弱，振幅只有0.2v左右，而且，波形很不稳定。随时要断气似的。

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zhaozhifengzi · 发表于 2019-12-3 11:00

牛批了

topwon · 发表于 2019-11-27 17:30

STM32系列大部分产品外围匹配的32.768KHZ晶振要求低负载、低ESR值等，因此对该颗晶振的要求相当高。一旦该颗晶振的指标出现偏差，极易出现晶振起振时间慢、时间偏大、不起振等现象。
晶振不起振问题归纳：
1、物料参数选型错误导致晶振不起振
例如：某MCU需要匹配6PF的32.768KHz，结果选用12.5PF的，导致不起振。
解决办法：更换符合要求的规格型号。必要时请与MCU原厂或者我们确认。
2、内部水晶片破裂或损坏导致不起振
运输过程中损坏、或者使用过程中跌落、撞击等因素造成晶振内部水晶片损坏，从而导致晶振不起振。
解决办法：更换好的晶振。平时需要注意的是：运输过程中要用泡沫包厚一些，避免中途损坏;制程过程中避免跌落、重压、撞击等，一旦有以上情况发生禁止再使用。
3、振荡电路不匹配导致晶振不起振
影响振荡电路的三个指标：频率误差、负性阻抗、激励电平。
频率误差太大，导致实际频率偏移标称频率从而引起晶振不起振。
解决办法：选择合适的PPM值的产品。
负性阻抗过大太小都会导致晶振不起振。
解决办法：负性阻抗过大，可以将晶振外接电容Cd和Cg的值调大来降低负性阻抗;负性阻抗太小，则可以将晶振外接电容Cd和Cg的值调小来增大负性阻抗。一般而言，负性阻抗值应满足不少于晶振标称最大阻抗3-5倍。
激励电平过大或者过小也将会导致晶振不起振
解决办法：通过调整电路中的Rd的大小来调节振荡电路对晶振输出的激励电平。一般而言，激励电平越小越好，处了功耗降低之外，还跟振荡电路的稳定性和晶振的使用寿命有关。
4、晶振内部水晶片上附有杂质或者尘埃等也会导致晶振不起振
晶振的制程之一是水晶片镀电极，即在水晶片上镀上一次层金或者银电极，这要求在万级无尘车间作业完成。如果空气中的尘埃颗粒附在电极上，或者有金渣银渣残留在电极上，则也会导致晶振不起振。
解决办法：更换新的晶振。在选择晶振供应商的时候需要对厂商的设备、车间环境、工艺及制程能力予以考量，这关系到产品的品质问题。
5、晶振出现漏气导致不起振
晶振在制程过程中要求将内部抽真空后充满氮气，如果出现压封不良，导致晶振气密性不好出现漏气;或者晶振在焊接过程中因为剪脚等过程中产品的机械应力导致晶振出现气密性不良;均会导致晶振出现不起振的现象。
解决办法：更换好的晶振。在制程和焊接过程中一定要规范作业，避免误操作导致产品损坏。
6、焊接时温度过高或时间过长，导致晶振内部电性能指标出现异常而引起晶振不起振
以32.768KHz直插型为例，要求使用178°C熔点的焊锡，晶振内部的温度超过150°C，会引起晶振特性的恶化或者不起振。焊接引脚时，280°C下5秒以内或者260°C以下10秒以内。不要在引脚的根部直接焊接，这样也会导致晶振特性的恶化或者不起振。
解决办法：焊接制程过程中一定要规范操作，对焊接时间和温度的设定要符合晶振的要求。
7、储存环境不当导致晶振电性能恶化而引起不起振
在高温或者低温或者高湿度等条件下长时间使用或者保存，会引起晶振的电性能恶化，可能导致不起振。
解决办法：尽可能在常温常湿的条件下使用、保存，避免晶振或者电路板受潮。
8、 MCU质量问题、软件问题等导致晶振不起振
解决办法：目前市场上面MCU散新货、翻新货、拆机货、贴牌货等鱼龙混杂，如果没有一定的行业经验或者选择正规的供货商，则极易买到非正品。这样电路容易出现问题，导致振荡电路不能工作。另外即便是正品MCU，如果烧录程序出现问题，也可能导致晶振不能起振。
9、 EMC问题导致晶振不起振
解决办法：一般而言，金属封装的制品在抗电磁干扰上优于陶瓷封装制品，如果电路上EMC较大，则尽量选用金属封装制品。另外晶振下面不要走信号线，避免带来干扰。
10、其他问题导致晶振不起振
晶振设计、过程中的建议
1、在PCB布线时，晶振电路的走线尽可能的短直，并尽可能靠近MCU。尽量降低振荡电路中的杂散电容对晶振的影响。
2、PCB布线的时候，尽量不要在晶振下面走信号线，避免对晶振产生电磁干扰，从而导致振荡电路不稳定。
3、如果你的PCB板比较大，晶振尽量不要设计在中间，尽量靠边一些。这是因为晶振设计在中间位置会因PCB板变形产生的机械张力而受影响，可能出现不良。

xinshuhai · 发表于 2019-11-28 09:33

wangchen1992 发表于 2019-11-27 21:39
3 W. H/ E9 a7 P这样的话，7210需要提供5uA的电流，对于RTC电池而言，寿命减少的比较多哦

5ua是很小的电流。不会造成电池的寿命缩短。

xinshuhai · 发表于 2019-11-27 10:21

我第一次发帖，不知审核通过了没

pcl001 · 发表于 2019-11-27 15:41

学习学习

Lanceoo00 · 发表于 2019-11-27 15:46

来学习学习

junjun1990 · 发表于 2019-11-27 16:02

学习学习

fu1012566731 · 发表于 2019-11-27 16:14

学习学习学习学习学习学习学习

criterion · 发表于 2019-11-27 16:18

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LI1027073023 · 发表于 2019-11-27 16:43

学习学习学习学习

Pornlin · 发表于 2019-11-27 16:52

看看学习学习

fuyang_house · 发表于 2019-11-27 16:53

xuexixuexi

xie812501274 · 发表于 2019-11-27 17:05

爱仕达大大大大所大所所大多

老板要我转行 · 发表于 2019-11-27 17:20

学习，学习

topwon · 发表于 2019-11-27 17:26

学习

522 · 发表于 2019-11-27 17:26

学习学习学习学习

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