晶振知識錦集2
作者：
揚興晶振
日期：2021-09-23
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歸納總結為10大步驟：1、定向。2、鍍膜。3、點膠。4、微調。5、外觀印字。6、 測試。7、老化。8、封焊。9、包裝。10、入庫。(相關閱讀可以查看YXC揚興官網《石英晶振生產流程》)
10大步驟釋義
相關術語
1、標稱頻率
晶振是一種頻率元器件，每一款晶振都有自己的頻率。頻率通常會標識在產品外殼上,進口晶振品牌則會有品牌的logo標識又或字母代替。
2、溫度頻差
在規定條件下，在工作溫度范圍內相對于基準溫度（25±2℃）時工作頻率的允許偏差。
3、工作頻率
晶體與工作電路共同產生的頻率。
4、調整頻差
在規定條件下,基準溫度（25±2℃）時工作頻率相對于標稱頻率所允許的偏差。
5、負載諧振頻率（fL）
在規定條件下，晶體與一負載電容相串聯或相并聯，其組合阻抗呈現為電阻性時的兩個頻率中的一個頻率.在串聯負載電容時，負載諧振頻率是兩個頻率中較低的一個,在并聯負載電容時，則是兩個頻率中較高的一個。
6、動態電阻
串聯諧振頻率下的等效電阻。用R1表示。
7、負載諧振電阻
在負載諧振頻率時呈現的等效電阻。用RL表示.RL＝R1（1+C0/CL）2
8、激勵電平
晶體工作時所消耗功率的表征值。激勵電平可選值有：2mW、1mW、0.5mW 、0.2mW、0.1mW、50μW、20μW、10μW、1μW、0.1μW等。
9、基頻
在振動模式最低階次的振動頻率。
10、老化率
在規定條件下，晶體工作頻率隨時間而允許的相對變化。以年為時間單位衡量時稱為年老化率。
11、靜電容
等效電路中與串聯臂并接的電容，也叫并電容，通常用C0表示。
12、負載電容
與晶體一起決定負載諧振頻率fL的有效外界電容，通常用CL表示。負載電容系列是：8PF、12PF、15PF、20PF、30PF、50PF、100P。只要可能就應選推薦值：10PF、20PF、30PF、50PF、100PF。32.768K晶振常用的負載電容為12.5PF，6PF，9PF等。
13、泛音：晶體振動的機械諧波
泛音頻率與基頻頻率之比接近整數倍但不是整數倍，這是它與電氣諧波的主要區別。泛音振動有3次泛音，5次泛音，7次泛音，9次泛音等。
選型五要素
1、輸出頻率
任何振蕩器最基本的屬性都是它生成的頻率。根據定義，振蕩器是接受輸入電壓(通常為直流電壓)并在某一頻率下產生重復交流輸出的器件。所需的頻率由系統類型和如何使用該振蕩器所決定。
一些應用需要kHz范圍內的低頻晶體。一個常見的例子是32.768 kHz手(鐘)表晶體。 但是大多數當前的應用需要更高頻率的晶體，范圍從小于10MHz到大于100MHz。
2、頻率穩定性和溫度范圍
所需的頻率穩定性由系統要求確定。振蕩器的穩定性可簡單地表述為：由于某些原因引起的頻率變化除以中心頻率。（即：穩定性=頻率變化÷中心頻率）
3、輸入電壓和功率
任何類型的晶振通常都可以被設計為利用系統中已有的DC輸入電源電壓來操作。在數字系統中，通常希望使用與振蕩器將驅動的系統中的邏輯器件所使用的電壓相匹配的電壓來驅動晶振，以便邏輯電平是直接兼容的。+3.3V或+5V是這些數字單元的典型輸入。具有較高功率輸出的其它器件可以使用較高電壓，例如+12V或+15V。另一個考慮因素是為器件供電所需的電流量。XO或TCXO可能只需要幾mA，因此在低電壓系統中，其功耗可以小于0.01W。另一方面，在上電時，一些OCXO可以需要5W或6W。
4、輸出波形
然后要選擇輸出波形以匹配振蕩器將在系統中驅動的負載。最常見的輸出之一是CMOS——以驅動邏輯電平輸入。CMOS輸出將是在地電位和系統的Vdd軌之間擺動的方波。對于高于約100MHz的較高頻率，通常使用差分方波。這些振蕩器具有兩個180°異相的輸出、具有快速上升和下降時間以及非常小的抖動。最通用的類型是LVPECL和LVDS。如果振蕩器用于驅動RF組件、如混頻器或其它具有50Ω輸入阻抗的器件，則通常會指定某個功率級別的正弦波輸出。產生的輸出功率通常在0dBm到+13dBm(1mW到20mW)之間，盡管如果需要可以輸出更高功率。
5、封裝尺寸和外形
基于振蕩器類型和規格，對晶振封裝的要求將大相徑庭。簡單的時鐘振蕩器和一些TCXO可以裝在小到1.2×2.5mm2的封裝中；而一些OCXO可以大到50×50mm2，對某些特定設計，甚至可更大。雖然一些通孔封裝如雙列直插式4或14引腳類型仍然用于較大的部件(如OCXO或專用TCXO)，但大多數當前設計使用表貼封裝。這些表貼配置可以是密封的陶瓷封裝，或基于FR-4的、具有用于I/O的建構的組件。
總結
器件選型時一般都要留出一些余量，以保證產品的可靠性。選用較高檔的器件可以進一步降低失效概率，帶來潛在的效益，這一點在比較產品價格的時候也要考慮到。要使振蕩器的“整體性能”趨于平衡、合理，這就需要權衡諸如穩定度、工作溫度范圍、晶體老化效應、相位噪聲、成本等多方面因素，這里的成本不僅僅包含器件的價格，而且包含產品全壽命的使用成本。
檢測五技巧
1、用萬用表(R×10k擋)測晶振兩端的電阻值，
若為無窮大，說明晶振無短路或漏電；再將試電筆插入市電插孔內，用手指捏住晶振的任一引腳，將另一引腳碰觸試電筆頂端的金屬部分，若試電筆氖泡發紅，說明晶振是好的；若氖泡不亮，則說明晶振損壞。
2、用數字電容表（或數字萬用表的電容檔）測量其電容，
一般損壞的晶振容量明顯減小（不同的晶振其正常容量具有一定的范圍）
3、貼近耳朵輕搖，
有聲音就一定是壞的（內部的晶體已經碎了，還能用的話頻率也變了）
4、測試輸出腳電壓。
一般正常情況下，大約是電源電壓的一半。因為輸出的是正弦波（峰峰值接近源電壓），用萬用表測試時，就差不多是一半啦。
5、用代換法或示波器測量。
那么如何用萬用表測量晶振是否起振？ 可以用萬用表測量晶振兩個引腳電壓是否是芯片工作電壓的一半，比如工作電壓是5V則測出的是否是2.5V左右。另外如果用鑷子碰晶體另外一個腳，這個電壓有明顯變化，證明是起振了的。
不起振10大問題匯總
1、 物料參數選型錯誤導致晶振不起振
例如：某MCU需要匹配6PF的32.768KHz，結果選用12.5PF的，導致不起振。
解決辦法：更換符合要求的規格型號。必要時請與MCU原廠確認。
2、 內部水晶片破裂或損壞導致不起振
例如：運輸過程中損壞、或者使用過程中跌落、撞擊等因素造成晶振內部水晶片損壞，從而導致晶振不起振。
解決辦法：更換好的晶振。平時需要注意的是：運輸過程中要用泡沫包厚一些，避免中途損壞;制程過程中避免跌落、重壓、撞擊等，一旦有以上情況發生禁止再使用。
3、 振蕩電路不匹配導致晶振不起振
影響振蕩電路的三個指標：頻率誤差、負性阻抗、激勵電平。
（1）頻率誤差太大，導致實際頻率偏移標稱頻率從而引起晶振不起振。
解決辦法：選擇合適的PPM值的產品。
（2）負性阻抗過大太小都會導致晶振不起振。
解決辦法：負性阻抗過大，可以將晶振外接電容Cd和Cg的值調大來降低負性阻抗;負性阻抗太小，則可以將晶振外接電容Cd和Cg的值調小來增大負性阻抗。一般而言，負性阻抗值應滿足不少于晶振標稱最大阻抗3-5倍。
（3）激勵電平過大或者過小也將會導致晶振不起振
解決辦法：通過調整電路中的Rd的大小來調節振蕩電路對晶振輸出的激勵電平。一般而言，激勵電平越小越好，處理功耗低之外，還跟振蕩電路的穩定性和晶振的使用壽命有關。
4、 晶振內部水晶片上附有雜質或者塵埃等也會導致晶振不起振
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