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一粒金砂(中级)

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关于无源晶振频偏问题 [复制链接]

作为电子工程师往往因为物料的问题而纠结很久,供应商不稳定的来料也变成工程师忙碌的杀手,不继续唠叨了。

前一个月工厂反馈摄像头的图像信号在矢量示波器中打转(说明一下:矢量示波器可以将CVBS信号中的,行同步信号,场同步信号,色同步信号等转换成矢量图输出,如果同步信号不稳适配其它的显示产品就会出问题,具体应该是接收过程中丢包或中断,如果接收端做同步处理应该会解决的,知道的发信息留言。),检查锁定在无源晶振的频率精度不高。一般供应商给的晶振参数为:封装  ?MHz  20pF  ±20ppm  RR:25ohm ,晶振本身有一定的偏差范围,确定所需的范围除了批量实验,应该还有相关公式计算的,希望有知道的大虾赐教。不多说了,遇到问题解决问题,用笨办法做实验验证,上图。

实验说明:


1.png (14.96 KB, 下载次数: 2)

原理图

原理图

2.png (326.75 KB, 下载次数: 2)

PCB图

PCB图

3.png (806.8 KB, 下载次数: 3)

TFC-1300型频率计

TFC-1300型频率计
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MCU的负载电容? 晶振的设计阶段都会做实验的啊,你说的供应商应该指的是代理商吧?一般代理商是不会做实验的,但是晶振出厂的时候都会做测试的   详情 回复 发表于 2015-4-28 11:21
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晶振频偏和温度也有很大关系,相同负载条件下,温度升高,频率会随之升高。至于公式不记得了。
我们在这方面是这样做的,例如你这一颗,向厂商要+20ppm、0ppm和-20ppm的晶振,在手册上建议的负载电容下测量其实际频偏,如果不符合CPU(假设这颗晶振是CPU的时钟)的要求,调节负载电容,直至三种参数的晶振都满足要求,如果确实不能满足要求,那就换频偏更小的晶振。一般我们上面三种参数的晶振每种测量大概十颗。
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本身也是这样处理的,匹配负载电容要花大量的时间和数据,如果约束晶振晶体的话本身就要对晶振进行筛选,这样的工作量还是挺大的。  详情 回复 发表于 2015-4-27 16:33
 
 
 

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测试数据:

C56=22pF  C58=56pF  Y1=36M
序号
测试点①(MHZ)
测试点②(MHZ)
样品约束
(ppm)
制式
(P/N)
晶振状态(yes/no)
备注
1
36.00076
35.99909
0-10
/
2
36.00035
35.99881
-10-20
/
3
36.00028
35.99894
0-10
/
4
36.00046
35.99910
-10-20
/
5
36.00106
35.99942
0-10
/
6
36.00005
35.99878
-10-20
/
7
36.00089
35.99970
-20-30
/
8
35.99941
35.99822
0-10
/
no
9
35.99983
35.99873
-10-20
/
10
36.00000
35.99867
-10-20
/
11
36.00140
36.00115
0-10
/
no
12
35.99967
35.99840
-20-30
/
13
35.99982
35.99853
-20-30
/
14
36.00175
36.00117
-20-30
/
no
15
35.99980
35.99872
-20-30
/
16
36.00006
35.99876
-10-20
/
17
36.00083
35.99941
-10-20
/
18
36.00025
35.99888
0-10
/
数据分析:

晶振在减小外挂电容可以提高晶振的频率,反之降低频率。MCU本身所需要的晶振范围当然是越精确越好的。



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临时有事,不要在意。
测试点①(晶振输出引脚)数据排序后可得出频偏范围(35.99926-36)×10*6/36=-20.555ppm
(36.0015-36)×10*6/36=41.667ppm,但这是MCU本身的参数,供应商的检测标准有自己的外挂电容20pF和自己的激励方法。
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临时有事,不要在意。
测试点①(晶振输出引脚)数据排序后可得出频偏范围(35.99926-36)×10*6/36=-20.555ppm
(36.0015-36)×10*6/36=41.667ppm,但这是MCU本身的参数,供应商的检测标准有自己的外挂电容20pF和自己的激励方法。
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MrKingMCU 发表于 2015-4-27 15:59
晶振频偏和温度也有很大关系,相同负载条件下,温度升高,频率会随之升高。至于公式不记得了。
我们在这方面是这样做的,例如你这一颗,向厂商要+20ppm、0ppm和-20ppm的晶振,在手册上建议的负载电容下测量其实际频偏,如果不符合CPU(假设这颗晶振是CPU的时钟)的要求,调节负载电容,直至三种参数的晶振都满足要求,如果确实不能满足要求,那就换频偏更小的晶振。一般我们上面三种参数的晶振每种测量大概十颗。

本身也是这样处理的,匹配负载电容要花大量的时间和数据,如果约束晶振晶体的话本身就要对晶振进行筛选,这样的工作量还是挺大的。
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批量生产出来的器件都会存在参数的分散,不会绝对一致。如果是工厂反应的问题是个别问题,良品率符合要求,那么可以认为是个别器件性能不良,如果是较大批量出现这种情况,那么就是设计的时候负载电容没有配对参数。  详情 回复 发表于 2015-4-28 10:44
 
 
 

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负载电容等于外挂电容之和,MCU的负载电容应该怎么确定值呢?还是没有方向性的配电容?大部分晶振的匹配电容是根据供应商给的值,但是供应商度没有具体做过实验,这样合理吗?  详情 回复 发表于 2015-4-28 11:03
 
 
 

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MCU的负载电容? 晶振的设计阶段都会做实验的啊,你说的供应商应该指的是代理商吧?一般代理商是不会做实验的,但是晶振出厂的时候都会做测试的  详情 回复 发表于 2015-4-28 11:21
 
 
 

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