晶振不起振也可能是PCB设计的锅

PCB设计在电子产品中的重要性不言而喻，也因此，产品一旦出现了问题，就需要考虑是否是因为PCB设计不良的问题。比如，产品调试时晶振不起振，这可能是因为晶振器件本身的问题，也有可能是因为PCB设计上的原因。

晶振不起振的原因

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晶振器件本身有问题

这个可能性较大，主要体现在下面一些地方：

1）物料参数选型错误

例如：某产品需要匹配32.768KHz 6PF的晶振，结果选用12.5PF的，导致晶振不起振。

解决办法：更换符合要求的规格型号的晶振即可。

2）频率偏移超出正常值

如果实际振荡频率超出了模块所需的频率范围，就会发生数据传输/接收错误，从而引起晶振不起振。

解决办法：选择合适的PPM值的产品。当电路中心频率正偏时，说明CL偏小，可以增加晶振外接电容Cd和Cg的值。当电路中心频率负偏时，说明CL偏大，可以减少晶振外接电容Cd和Cg的值。

3）晶振内部水晶片破裂或损坏

运输过程中损坏、或使用过程中跌落、撞击等因素都造成晶振内部水晶片损坏，从而导致晶振不起振。

解决办法：更换好的晶振即可。

提醒注意：为了避免晶振在运输过程中发生强烈的碰撞，要用泡沫包厚一些；从高空中跌落、或发生过重压、撞击等情况的晶振，应禁止再使用。

4）晶振内部水晶片上附有杂质或尘埃

晶振在制作中有水晶片镀电极这一过程，即在水晶片上镀上一次层金或银电极，若空气中的尘埃颗粒附在电极上，或有金渣银渣残留在电极上，也会导致晶振不起振。

解决办法：更换新的晶振。

提醒注意：水晶片镀电极要求在万级无尘车间作业完成，厂商的设备、车间环境及工艺直接关系到产品的品质问题。

5）晶振出现漏气

晶振在制程过程中要求将内部抽真空后充满氮气，如果出现压封不良，导致晶振气密性不好出现漏气；或者晶振在焊接过程中因为剪脚等过程中产品的机械应力导致晶振出现气密性不良；均会导致晶振出现不起振的现象。

解决办法：更换好的晶振。在制程和焊接过程中一定要规范作业，避免误操作导致产品损坏。

02

PCB设计上的原因

虽然这个原因的概率比较小，但也存在。晶振在PCB需要检查核对并关注的内容有：

1）晶体电路尽可能地靠近芯片的时钟管脚放置，布线尽可能的短，以减少走线的负载电容和防止不必要的噪声；

2）晶振距离板边太近，易导致晶振辐射杂讯，建议离PCB板边10mm以上。

3）时钟走线Xin和Xout以及晶体下方第二层需要是完整的地平面做隔离，投影区域建议禁止任何走线，避免噪声耦合进入时钟电路；

4）晶体电路围绕放置地环。地环通过过孔与相邻的接地层连接，以隔离噪声，如果芯片有晶振的模拟地，需要单独地孔到平面；

5）晶振的两个负载电容靠近晶振，信号先经过后再到主芯片。有源晶振的滤波电容应尽量靠近晶振的电源引脚，位置摆放顺序：按电源流入方向，依容值从大到小依次摆放，容值最小的电容最靠近电源引脚。

确认好以上这些问题基本就可以断定PCB上的晶振电路设计是否合理了。

知识扩展：晶振

晶振是电子产品中最常用的不可或缺的组件，小到手机、电脑，大到导弹、卫星都需要晶体振荡器，它被誉为“电子设备的心脏”，在电子系统中扮演关键角色。

晶振的作用

晶振是时钟电路中最重要的部件，它的主要作用是向显卡、网卡、主板等配件的各部分提供基准频率，它就像个标尺，工作频率不稳定会造成相关设备工作频率不稳定，自然容易出现问题。在通常工作条件下，普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十，高级的精度更高。

晶振的另一个作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保持同步。

审核编辑黄昊宇