请问怎么判断电路板上的晶振是否起振？如果不起振该如何解决？

晶振电路的原理及匹配方法

孔进亮

【摘 要】本文介绍了单片机系统晶振电路的原理、晶振电路参数的计算和晶振电路的匹配方法,总结了晶振电路的参数调整经验.

【期刊名称】《家电科技》

【年(卷),期】2015(000)005

【总页数】4页(P76-79)

【关键词】晶振;匹配方法;振荡电路

【作 者】孔进亮

【作者单位】珠海格力电器股份有限公司 广东珠海519070

【正文语种】中 文

振荡电路是单片机系统的“脉搏”，为单片机系统提供准确的时基。如果振荡电路工作频率出现偏差，会导致计时不准，甚至通讯不能同步（特别是高速通讯）。振荡电路在单片机系统中起着至关重要的作用，本文将以晶振电路为例，介绍晶振电路的原理及其匹配方法。

1 晶振电路原理

我们在单片机上使用的晶振电路（图1）称为作皮尔斯(Pierce)振荡器[1]。

我们知道振荡电路主要由决定振荡频率的选频网络和维持振荡的正反馈放大器组成，该电路将直流电源能量转换为一定波形的交变振荡信号。在单片机内部，反相器作为为主动元件，对输入信号进行反相和放大，晶振及其负载电容（包括CL1、CL2、CS等）组成了反馈网络。由于反向器的线性区域很窄，容易出现抖动，故此加入RF引入直流负反馈，迫使反向器工作在线性区域（图2）。这时，工作在线性区的反向器就等同于反向放大器了。RF并为反向器提供直流偏置，使电路更灵敏。

反馈振荡电路正常工作必须满足三个条件：起振条件（保证接通电源后能逐步建立起振荡），平衡条件（保证进入维持等幅持续振荡的平衡状态）和稳定条件（保证平衡状态不因外界不稳定因素影响而受到破坏）。

要达到振荡状态，振荡电路幅值和相位均需要满足一定的条件，称巴克豪林(Barkhausen)判据[1]：

A(f)=|A(f)|×ejfα(f)

B(f)=|B(f)|×ejfβ(f)

︱A(f)•B(f)︱≥1

α(f)+β(f)=2nπ(n=0,1,2…)

其中：A(f)是放大器部分，给这个闭环系统提供能量以保持其振荡；B(f)是反馈通道，决定了振荡电路的频率。

之杨若古兰创作

晶体振荡器，简称晶振.在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端收集，电工学上这个收集有两个谐振点，以频率的高低分其中较低的频率是串联谐振，较高的频率是并联谐振.因为晶体本身的特性导致这两个频率的距离相当的接近，在这个极窄的频率范围内，晶振等效为一个电感，所以只需晶振的两端并联上合适的电容它就会构成并联谐振电路.这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路，因为晶振等效为电感的频率范围很窄，所以即使其他元件的参数变更很大，这个振荡器的频率也不会有很大的变更.

晶振有一个次要的参数，那就是负载电容值，选择与负载电容值相等的并联电容，就可以得到晶振标称的谐振频率.

普通的晶振振荡电路都是在一个反相放大器（留意是放大器不是反相器）的两端接入晶振，再有两个电容分别接到晶振的两端，每个电容的另一端再接到地，这两个电容串联的容量值就应当等于负载电容，请留意普通IC的引脚都有等效输入电容，这个不克不及忽略.

普通的晶振的负载电容为15p或12.5p ，如果再考虑元件引脚的等效输入电容，则两个22p的电容构成晶振的振荡电路就是比较好的选择.

晶体振荡器也分为无源晶振和有源晶振两品种型.无源晶振与有源晶振（谐振）的英文名称分歧，无源晶振为crystal（晶体），而有源晶振则叫做oscillator（振荡器）.无源晶振须要借助于时钟电路才干发生振荡旌旗灯号，本身没法振荡起来，所以“无源晶振”这个说法其实禁绝确；有源晶振是一个完好的谐振振荡器.

谐振振荡器包含石英（或其晶体材料）晶体谐振器，陶瓷谐振器，LC谐振器等.

晶振与谐振振荡器有其共同的交集有源晶体谐振振荡器.

石英晶片所以能做振荡电路（谐振）是基于它的压电效应，从物理学中晓得，若在晶片的两个极板间加一电场，会使晶体发生机械变形；反之，若在极板间施加机械力，又会在响应的方向上发生电场，这类景象称为压电效应.如在极板间所加的是交变电压，就会发生机械变形振动，同时机械变形振动又会发生交变电场.普通来说，这类机械振动的振幅是比较小的，其振动频率则是很波动的.但当外加交变电压的频率与晶片的固有频率（决定于晶片的尺寸）相等时，机械振动的幅度将急剧添加，这类景象称为压电谐振，是以石英晶体又称为石英晶体谐振器. 其特点是频率波动度很高.

开关电源不起振的维修经验

开关电源是电子设备中非常重要的一个部分，它能够将交流电转换成稳定的直流电，为后续的电子元件提供必要的电源。但是有时候，开关电源会出现不起振的情况，这时候需要进行维修。本文将从以下几个方面介绍开关电源不起振的维修经验。

一、开关电源不起振的原因

1. 供电问题：开关电源需要稳定的交流输入，如果输入不稳定或者出现波动，就会影响到开关电源正常工作。

2. 过载问题：如果负载过大或者短路等情况发生，就会导致开关电源无法正常工作。

3. 故障问题：开关管故障、变压器故障、光耦故障等都可能导致开关电源无法正常工作。

二、如何判断是否是开关电源不起振

1. 检查输出端口是否有输出，如果没有输出就说明可能是开关电源不起振了。

2. 使用万用表测试输入端口和输出端口是否有正常值。

3. 观察LED指示灯是否亮着或者闪烁，如果没有亮着或者闪烁就说明可能是开关电源不起振了。

三、开关电源不起振的维修方法

1. 检查输入端口：检查输入端口是否有稳定的交流电输入，如果没有就需要检查供电线路是否有问题。

2. 检查输出端口：检查输出端口是否有正常的输出，如果没有就需要检查变压器和开关管等元件是否故障。

3. 更换元件：如果发现元件故障，就需要更换相应的元件。比如，更换开关管、变压器、光耦等。

4. 调整电路：如果没有发现明显的故障，可以尝试调整电路参数。比如，调整反馈电路、稳压电路等。

5. 更换整个开关电源：如果以上方法都无法解决问题，就只能考虑更换整个开关电源了。

四、维修注意事项

1. 维修时必须断开电源，并且使用万用表等工具进行测试，以免造成安全事故。

2. 维修时必须按照规范操作，并且使用合适的工具和材料进行维修。

3. 维修后必须进行测试，并且保证经过测试后才能投入使用。

五、结语

开关电源是非常重要的一个部分，在使用过程中可能会出现不起振的情况。本文从原因、判断、维修方法和注意事项等方面进行了详细介绍，希望能够对大家有所帮助。

本文通过对无输出晶振的失　效分析，确定了失效原因。由于　该晶振内部锁相倍频集成芯片性　能不良导致。使用有延时的ＤＣ－ＤＣ　电源对晶振进行加电测试，发现　失效问题，可在早期解决这一问　题。　

【关键词】晶体振荡器振荡电路锁相倍频芯　片　

１引言　５０ＭＨｚ温补晶振在随模块试验时，出现　常温上电偶有无输出的故障，对模块进行反复　测试，发现晶振偶有无输出的情况发生，故障　复现。　２故障定位　晶振失效故障分析　

文／张富尧　

２．１晶振复测情况　２．１．１晶振单独测试　为了对故障晶振无输出的现象进行准确　分析定位，对从模块电路板上取下的晶振进　行了单独故障复现试验。在常温下通过对晶　振单独进行多次加电测试，未出现晶振无输　出的情况。进一步改变晶振的负载（使用５０Ｄ　负载）以及电源（使用２．７ｖ和３．９Ｖ电源电　压），多次加电测试，故障晶振也未出现无输　出的情况。随后，使用Ｓ＆Ａ２８００晶振自动测　试系统对故障晶振进行了高低温测试，测试温　度．５５￣Ｃ　８５℃，晶振电性能指标测试正常。　２．１．２晶振在模块电路中的测试　故障晶振在模块中，常温下给模块多次　反复上电，晶振偶尔出现无输出的情况，多次　上电出现无输出故障的几率不到５％ｏ模块内　部的３．３Ｖ电源在上电时存在一定的延时（实　测约为３ｍｓ）。而对晶振单独上电测试时，采　用直流稳压电源进行上电试验，其上电延时较　小（约为Ｏ．５ｍｓ），所以问题不能得到复现。　由上述试验可知，故障晶振在３．３Ｖ工作电源　存在一定延时的情况下，常温多次上电偶尔会　出现无输出的情况。　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ・电子技术　

２．２故障分析及定位　该晶振采用表贴封装形式，封装为　ＳＭＤ７ｘ５ｘ２ｍｍ。。内部电路主要由３个部分组　成：温补晶振芯片、锁相倍频芯片、ＳＭＤ石　英晶体谐振器。　ＳＭＤ晶体谐振器（２５ＭＨｚ）与温补晶　振集成芯片连接，产生高精度和高稳定度的　２５ＭＨｚ频率信号，锁相倍频芯片将２５ＭＨｚ频　率通过锁相倍频的方式合成到５０ＭＨｚ，实现　晶振最终的５０ＭＨｚ频率输出。晶振的２个部　分集成电路，任意一个工作不正常均会对晶振　的电性能指标造成很大影响甚至造成晶振不工　作无输出的故障。另外如果晶体谐振器参数漂　移，造成晶振起振困难，也会引起无输出的故　障情况。　晶振各组成部分：两颗芯片（ＩＣ１：温　补晶振芯片；ＩＣ２：锁相倍频芯片）绑定灌封　在基座内部：１个电阻和２个电容用于信号　耦合以及电源滤波；石英晶体谐振器封装为　ＳＭＤ６ｘ３．５ｘ１．１ｍｍ　，频率为２５ＭＨｚ。　２．２．１电连接故障排查　２－２．１．１外观检查　对故障晶振进行了外观检查，产品表面