晶体回路问题分类及处理方法
前言
我们设计晶体回路时，总能遇见各种各样的问题，比如晶体回路频率不准，温度变化精度不准。本来在实验室测得很好的状态，可是大批量生产时有不起振的，或是工作一段时间有不工作的现象。总而言之关于晶体震荡回路总是有这样或那样的问题。今天帮大家整理一下思路，总结一下到底有哪些问题，该怎么解决。
震荡回路介绍
处理晶振回路之前，我们先简单要了解一下晶体基本知识：晶体分为晶体单元和晶体振荡器。
晶体单元，也就是我们通常会发生问题器件，它是无源晶体，需要外接两个负载电容。我们主要说明的就是这类震荡回路。
晶体振荡器属于有源器件，只要供电就会工作中，所以出现问题的可能性很小。今天不做分析。
晶体单元有几个重要的参数，我们需要了解一下和它的标准震荡回路。
图1晶体单元标准回路
rf：反馈电阻，一般在ic内部。设计前要查明是否需要外接，一般时10m，20m。
反相器等：ic内部
cg和cd：外接电容，通过调整大小可以改变频率，功耗，起振能力等指标。
rd: 限流电阻，很多设计是不用的。它是避免震荡回路电流过大，起到限流的作用。
1 晶体元件频率 nominal frequency
晶体元件频率（nominal frequency），也是工程师在电路设计和元件选购时首要关注的参数。晶振常用标称频率在1～200mhz之间，比如32768hz、8mhz、12mhz、24mhz、125mhz等，更高的输出频率也常用pll（锁相环）将低频进行倍频至1ghz以上。我们称之为标称频率。
2 频率误差 frequency tolerance
频率误差（frequency tolerance）或频率稳定度（frequency stability），用单位ppm来表示，即百万分之一（parts per million）（10-6），是相对标称频率的变化量，此值越小表示精度越高。比如，12mhz晶振偏差为±20ppm，表示它的频率偏差为12×20hz=±240hz，即频率范围是（11999760～12000240hz）
3 等效电阻 equivalent series resistance
等效电阻，esr，或是r1或是ci。都是指等效电阻的意思。
4 负载电容cl load capacitance
晶体负载电容cl，就是晶体规格书标出的值，是指整个外围电容有效电容的总和。根据表格看，就是说当cl=6pf时（外挂俩个电容，寄生电容），输出的频率32.768khz在± 10ppm范围内。
问题分析
失效现象主要分类
1. 时钟不准确超出厂商规格、通讯错误、ic通讯异常等。
2. 大批量生产时有晶体不震动现象。
3. 发货前没有问题，经过一段时间晶体回路不工作。
无论哪种失效类型，我们都要考虑晶体本身可能坏掉，尽管晶体出厂就是坏品的可能性非常低。这个最好分析的，直接交给原厂直接做质量分析即可。我们这里不做介绍。
分析问题我们都要有个思路，我们用“分析试问题解决”思路来处理，即：现象-问题（问题带来的影响）-原因-对策-风险
主要问题
根据现象首先要精炼出对应问题，问题一般有如下几种：
1 精度出现偏差。
2 晶体回路起振能力不好。
3 晶体回路功耗过大。
4 晶体本身损坏。
5 其他问题。
对策
然后原因分析，对策，风险预估。我们用一个表格来归类说明。
例如：ce测试
ce测试（crystal evaluation），主要评估无源晶体回路特性，帮助客户可靠的使用晶体器件，评估客户当前电路板晶体回路特性。
常规测试是通过调节负载、电容等，来评估当前晶体回路的频偏、起振能力（-r）、驱动功率。
下面有6张详情图片，我们一起来看看吧！
1、石英晶体振荡电路设计概要
2、杂散电容计算方式
3、负载电容的调整
4、驱动标准
5、负电阻
6、晶体产品方案设计温度曲线图
总结
当晶体回路出现问题时，首先要根据现象，找出问题所在，是频率还是起振或其他问题等。然后做几个交叉试验，排除是否是晶体损坏带来的影响。如果不是，把电路板交给原厂做个回路分析。最后根据分析的结果在做下一步处理，换电容，换晶体，或是调整ic。
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震荡回路介绍
处理晶振回路之前，我们先简单要了解一下晶体基本知识：晶体分为晶体单元和晶体振荡器。
晶体单元，也就是我们通常会发生问题器件，它是无源晶体，需要外接两个负载电容。我们主要说明的就是这类震荡回路。
晶体振荡器属于有源器件，只要供电就会工作中，所以出现问题的可能性很小。今天不做分析。
晶体单元有几个重要的参数，我们需要了解一下和它的标准震荡回路。
图1晶体单元标准回路
rf：反馈电阻，一般在ic内部。设计前要查明是否需要外接，一般时10m，20m。
反相器等：ic内部
cg和cd：外接电容，通过调整大小可以改变频率，功耗，起振能力等指标。
rd: 限流电阻，很多设计是不用的。它是避免震荡回路电流过大，起到限流的作用。
1 晶体元件频率 nominal frequency
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2 频率误差 frequency tolerance
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3 等效电阻 equivalent series resistance
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4 负载电容cl load capacitance
晶体负载电容cl，就是晶体规格书标出的值，是指整个外围电容有效电容的总和。根据表格看，就是说当cl=6pf时（外挂俩个电容，寄生电容），输出的频率32.768khz在± 10ppm范围内。
问题分析
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分析问题我们都要有个思路，我们用“分析试问题解决”思路来处理，即：现象-问题（问题带来的影响）-原因-对策-风险
主要问题
根据现象首先要精炼出对应问题，问题一般有如下几种：
1 精度出现偏差。
2 晶体回路起振能力不好。
3 晶体回路功耗过大。
4 晶体本身损坏。
5 其他问题。
对策
然后原因分析，对策，风险预估。我们用一个表格来归类说明。
例如：ce测试
ce测试（crystal evaluation），主要评估无源晶体回路特性，帮助客户可靠的使用晶体器件，评估客户当前电路板晶体回路特性。
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