振荡电路中的什么原因造成了模块故障？

振荡电路中的什么原因造成了模块故障?

在振荡电路中，以下4个原因可能会造成模块故障:

• 振荡无法启动或振荡停止。
  如果振荡电路不起作用，在定时钟上运行的模块就无法正常工作。
• 实际振荡频率与标称频率不同
  如果实际振荡频率超出了模块所需的频率范围，就会发生IC交易时序错误或数据传输/接收错误。
• 振幅不足
  如果振幅过小，就无法产生时钟脉冲。这可能是IC故障所致。
• 振荡频率的温度特性不正常
  如果晶体谐振器实际驱动功率大于规定的最大驱动电平，振荡频率的温度特性就可能不正常。这可能是IC故障所致。

调查根本原因，以便检查是否因为上述原因造成了模块故障，并采取相应的措施。

请解释振荡停止的原因，并给出相应的对策

请检查振荡频率或波形，以确保振荡电路驱动电平或频率符合要求。

如果确定振荡电路不工作，请检查以下几点，以找到故障的原因。

• IC设置
  需要对一些IC进行编程或重置，以启用振荡电路。请检查是否完成所需的设置。
• 检查C-MOS逆变器是否发挥了放大器的功能
  请确保振荡电路C-MOS逆变器发挥了反相放大器的功能。反馈电阻 (Rf) 作为偏置电阻是非常重要的，可以使C-MOS逆变器发挥反相放大器的功能。请检查Rf是否集成到了IC或添加到了振荡电路中。如果作为反相放大器，C-MOS逆变器输入/输出端DC电压电平应为C-MOS逆变器电压的1/2。
• 检查晶体谐振器的特性
  请检查“R1”和“fL”是否符合规格。需要网络分析仪或阻抗分析仪来进行检查。
• 检查振荡裕量
  如果晶体谐振器的特性正常，则可能是振荡裕量不足造成了振荡停止。

检查振荡裕量：根据R1规格，我们提供了5倍的振荡裕量。提高振荡裕量的方法：

1. 减小外部电容：

• 减小外部电容会增加振荡裕量
• 减小外部电容会增加C-MOS逆变器输出端的阻抗。
• 增加阻抗会增加振荡电路的负阻并增加振荡裕量。
• 在减小外部电容之后，请检查实际振荡频率是否在需要的频率范围内。减小外部电容会增加振荡频率。

2. 减小阻尼电阻

• 阻尼电阻会减小振荡幅度。由于负阻增加，振荡裕量也会增加，从而减小阻尼电阻。
• 在减小阻尼电阻之后，请检查驱动功率位于晶体谐振器的范围内，因为减小阻尼电阻会增加驱动功率。
  

请解释振荡频差的原因，并给出相应的对策

如果实际振荡频率偏离标称频率，那么应考虑以下原因：

• 晶体谐振器的实际驱动功率超过了规定的超大值。
• 实际负载电容不同于规格中的规定值。
• 振荡不正常。

1. 晶体谐振器的实际驱动功率超过了规定的超大值

重要的是晶体谐振器实际驱动功率应处于驱动功率规格内。驱动功率过大，可能会导致振荡频率的增加或R1的增加。

如果想减小驱动功率，可以采取以下措施:：

• 措施1:增加阻尼电阻
  增加阻尼电子，反相放大器的输出幅度将会减小，实际驱动功率也将减小。
  通过这样的调整，振荡幅度也将减小。因此，最好是检查一下振荡裕量是否超过了5倍。此外，需要注意振荡幅度不能变得太小。
• 措施2:减小外部负载电容
  减小外部负载电容，振荡电路阻抗将会增加，因此实际驱动功率将会减小。这样一来，由于负载电容减小，实际振荡频率将会增加。因此，最好是检查一下实际振荡频率是否位于想要的频率范围内。

2. 实际负载电容不同于规格中的规定值

晶体谐振器的振荡频率通常按其规格中规定的负载电容排序。因此，如果实际负载电容不同于规格中规定的负载电容，实际振荡频率就可能会不同于晶体谐振器的标称频率。

可以通过下列措施来调整频差:

• 措施1:调整外部负载电容
  增加外部负载电容以减小实际的振荡频率。请注意，如果增加外部负载电容，振荡裕量可能会减小。增加外部负载电容，可以减小振荡幅度。
• 措施2:更改指定了不同负载电容的晶体谐振器
  使用大负载电容的晶体谐振器以增加实际振荡频率。例如，需要30MHz频率并使用标称频率为30MHz，负载电容为6pF的晶体谐振器。
  但是，确定实际振荡为30MHz，±30ppm。实际电路板上的负载电容应大于6pF。因此，应将30MHz，8pF晶体谐振器作为负载电容。这样一来，实际振荡频率将变为30MHz，±5ppm，于是就调整了频差。

3. 振荡不正常

振荡电路的工作频率可能不在晶体谐振器标称频率范围内。这也称为“不规则振荡”，如果C-MOS逆变器不是非缓冲型的，就可能会发生这种现象。

调整阻尼电阻和外部负载电容，可以减少不规则振荡发生的几率。

为了从根本上解决这个问题，需要使用装有非缓冲型C-MOS逆变器的IC。

如果出现了不规则振荡，请联系IC制造商，以确定C-MOS逆变器是否是非缓冲型逆变器。

如果IC不是非缓冲型，请考虑将IC更改为安装有非缓冲型C-MOS逆变器的IC。

注：非缓冲型：在装有C-MOS逆变器的振荡电路中，装有单个C-MOS的逆变器 (也称为“非缓冲型”逆变器) 更好。安装有多个C-MOS或施密特触发器的逆变器不适合振荡电路，因为如果没有晶体谐振器，它们可能会造成非正常振荡。

振荡幅度过小是否会造成振荡电路故障?

如果振荡幅度过小，可能会造成模块故障。本[讲座]后续将详细介绍“如何调整振荡幅度？” “如何检查振荡波形？”。

如果需要确定IC所需的幅度，请按下列措施检查：

• 联系IC制造商，以确定哪一端 (输入或输出端) 连接着IC的时钟系统。
• 用信号发生器来代替晶体谐振器，以便通过改变信号幅度来检查IC和模块的功能。

措施1:减小阻尼电阻

• 减小阻尼电阻以减小幅度，从而增加振荡裕量。
• 在减小阻尼电阻之后，请确认晶体谐振器实际驱动功率位于范围内，因为减小阻尼电阻会增加驱动功率。

措施2:减小外部负载电容

• 减小外部负载电容以增加振荡幅度。
• 请注意，电容过小会造成幅度减小。
• 还请检查实际振荡频率，因为减小负载电容，可能会增加实际振荡频率。

措施3: 减小逆变器输入端的外部负载电容

• 由于增加阻抗，会增加逆变器输入端的振荡幅度。
• 和措施2一样，请注意电容和频移不要过小。

温度造成的振荡频移似乎不正常。原因是什么?

振荡频率温度特性异常时，应考虑以下原因：

• 驱动功率过高
• 晶体谐振器特征异常
• 振荡电路元件温度特性的影响

1. 驱动功率过高

如果驱动功率超过了晶体谐振器规格中规定的数值，那么可以确定振荡频率的异常温 度特性。这就是所谓的“跳变”或“激发性跳变”。由于驱动功率过高可能会造成这种现象。

如果驱动功率超过了晶体谐振器规格中规定的数值，那么可以确定振荡频率的异常温度特性。

如果是激发性跳变，振荡频率的温度特性可能会被扭曲。为了避免发生激发性跳变，需要降低驱动功率。

措施1:增加阻尼电阻

增加阻尼电子，反相放大器的输出幅度会减小，实际驱动功率也会减小。通过这样的调整，振荡幅度也会减小。因此，最好是检查一下振荡裕量是否超过了5倍。此外，需要注意振荡幅度不能变得太小。

措施2:减小外部负载电容

减小外部负载电容，振荡电路阻抗会增加，实际驱动功率也会减小。这样一来，由于负载电容减小，实际振荡频率会增加。因此，最好是检查一下实际振荡频率是否位于想要的频率范围内。

2. 晶体谐振器特性异常

请检查频率-温度特性规格中是否含有负载晶体谐振器频率的温度特性。需要网络分析仪或阻抗分析仪来进行检查。

如果晶体谐振器特性正常，请检查振荡电路元件的温度特性。

3. 振荡电路元件温度特性的影响

如果温度变化造成了外部负载电容或寄生电容的变化，那么振荡频率会发生偏移。请检查它们的温度特性。