如果设备无法正常工作,与振荡电路有关的故障原因有以下4点。
- 振荡无法启动或振荡停止(振荡无法持续)
- 振荡频率偏离了标准值
- 振荡幅度不足
- 振荡频率的温度特性异常
在许多情况下,这是由于电路条件或元件参数设定不当造成的。
首先,请确认振荡状态、频率、振幅等,并确认电路条件和微处理器的设定是否正确。
如果要确认振荡电路中是否存在问题,通过以下步骤进行确认将使故障原因排查更加容易。
- 确认是否发生了振荡
使用示波器等测量振荡波形,并确认振荡是否已开始。
- 确认振荡频率
确认振荡频率是否与标准值一致。
- 确认振荡幅度
确认振幅是否足够。如果振幅太小,则电路条件可能不合适。
- 确认电路条件
确认负载电容、限流电阻、微处理器设定等是否符合谐振器的规格。
<振荡无法启动或振荡停止>
振荡电路未启动,没有产生时钟信号。
由于没有时钟信号,因此会导致微处理器和整个系统故障。
主要原因:
- 微处理器设定不正确
- 振荡裕量不足
- 电路条件与谐振器规格不匹配
关于对策方法,请参照“晶体谐振器的振荡电路无法振荡的原因及对策是什么?”。
<振荡频率偏离了标准值>
如果振荡频率偏离了标准值,则可能会影响微处理器的处理和通信时序。
主要原因:
- 振荡电路的负载电容与谐振器的规定负载电容不匹配
- 驱动功率偏离规格书标准
- 振荡异常
关于对策方法,请参照“晶体谐振器的振荡电路无法振荡的原因及对策是什么?”。
<振荡幅度不足>
如果振幅过小,时钟信号可能无法被正确识别,导致振荡电路无法启动或工作不稳定。
主要原因:
关于对策方法,请参照“振荡幅度过小是否会造成振荡电路故障?”。
<振荡频率的温度特性异常>
频率因温度变化而出现的变动可能比通常更大。
主要原因:
- 驱动功率偏离标准值
- 谐振器特性偏离标准值
- 电路元件的温度依赖特性
关于对策方法,请参照“温度造成的振荡频移似乎不正常。原因是什么?”。
排查振荡电路故障时,确认以下项目有效。
- 确认微处理器的设定
- 确保足够的振荡裕量(参考标准:民生用途确保R1标准值的5倍或更大,车载用途确保R1标准值的10倍或更大)
- 调整负载电容
- 调整限流电阻以优化振幅和驱动功率
- 确认驱动功率在规格范围内
什么是振荡裕量?
振荡裕量是表示振荡电路开始和维持振荡所需的裕量大小的指标。
一般而言,建议相对于谐振器的等效串联电阻(R1)的标准值,在民生用途中确保5倍或更大,在车载用途中确保10倍或更大的裕量。
关于振荡裕量的测量方法,请参照“振荡裕量:测量方法的基础知识”。
什么是驱动功率?
驱动功率表示晶体谐振器消耗的功率。
如果驱动功率过高,可能会导致频率温度特性出现异常。
关于驱动功率的测量方法,请参照“驱动功率:测量方法的基础知识”。
什么是负载电容?
负载电容是连接到振荡电路的电容元件。
负载电容会影响振荡频率和振荡电路的稳定性(振荡裕量)。
关于负载电容,请参照“晶体谐振器:专业术语的基础知识”。
设计阶段
此信息可在考虑振荡电路的元件参数和电路条件时作为参考。
试制/测试阶段
在确认试制机的振荡状态和频率特性时,可将其作为检查要点使用。
故障解析
当设备无法正常启动或出现通信错误时,可将其用于确认振荡电路是否为故障原因。
量产缺陷
在调查量产机发生故障和偏差的原因时,可将其作为参考。