晶振都是時(shí)鐘信號(hào)的“心臟”，為整個(gè)電路系統(tǒng)提供精準(zhǔn)穩(wěn)定的節(jié)拍。微控制器、計(jì)算機(jī)主板、通信設(shè)備、各類智能硬件中都能看到晶振的身影。

1 如果晶振出現(xiàn)故障，會(huì)帶來(lái)哪些問(wèn)題?

設(shè)備無(wú)法啟動(dòng)：如果晶振無(wú)法正常起振，MCU或CPU就無(wú)法獲得時(shí)鐘信號(hào)，從而導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行。常見(jiàn)故障有：黑屏、無(wú)響應(yīng)、電流異常小等。

程序異常：如果晶振輸出幅度變小，頻率不穩(wěn)，可能導(dǎo)致主控芯片死機(jī)或自動(dòng)重啟。

通訊功能失常：如果晶振輸出的時(shí)鐘頻率不準(zhǔn)確，通信接口將無(wú)法正確同步，數(shù)據(jù)通信可能出現(xiàn)亂碼、丟包、失步等問(wèn)題。

系統(tǒng)時(shí)間異常、數(shù)據(jù)錯(cuò)誤：定時(shí)器、電表、時(shí)鐘模塊等對(duì)時(shí)間精度敏感的應(yīng)用，晶振故障會(huì)直接引發(fā)時(shí)基漂移，表現(xiàn)在計(jì)時(shí)不準(zhǔn)或邏輯錯(cuò)誤。

2 晶振為什么會(huì)壞?

雖然晶振的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠，但在長(zhǎng)期工作或特殊環(huán)境下，也存在損壞的風(fēng)險(xiǎn)。工藝偏差也可能讓晶振失效，例如內(nèi)線未焊牢、高應(yīng)力殘留等。

其它導(dǎo)致晶振損壞的常見(jiàn)原因有：

機(jī)械應(yīng)力與外力沖擊：較薄的晶片能夠?qū)崿F(xiàn)高頻震動(dòng)，但是對(duì)外界應(yīng)力更為敏感，易受損。如果遇到強(qiáng)烈震動(dòng)，可能導(dǎo)致晶體破裂或內(nèi)部焊點(diǎn)虛接、斷裂。

靜電放電：靜電放電很容易使帶IC的晶體振蕩器受損不能正常工作。過(guò)大的靜電釋放可能擊穿晶振內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

工作溫度過(guò)高：如果晶振的工作溫度范圍-20℃ 至 +70℃，雖然在 -40℃ 至 +85℃也可能會(huì)正常運(yùn)行。但是在最低和最高溫度下工作的穩(wěn)定性會(huì)變差，導(dǎo)致頻率漂移。

高濕或腐蝕性環(huán)境：晶振本體密封雖嚴(yán)，但長(zhǎng)期暴露在高濕或者有害氣體環(huán)境中，極易氧化、腐蝕引腳，造成接觸不良甚至內(nèi)部進(jìn)水失效。

激勵(lì)功率過(guò)大：部分電路為追求啟動(dòng)速度快，從而加大激勵(lì)電流。激勵(lì)功率過(guò)高會(huì)導(dǎo)致頻率異常、穩(wěn)定度下降、熱應(yīng)力增加，加速晶振老化。

3 如何降低晶振損壞的風(fēng)險(xiǎn)?

選用KOAN高品質(zhì)晶振;

合理設(shè)計(jì)PCB，避免機(jī)械應(yīng)力與靜電隱患;

貼片、手工焊接時(shí)采用ESD防護(hù)措施;

使晶振工作在合理的溫度、激勵(lì)電流條件內(nèi);

對(duì)于極端環(huán)境，選擇工業(yè)級(jí)，寬溫晶振等。

KOAN晶振

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