晶振作为时钟源,若振荡器失效,整个系统的时序都将出现问题。振荡器失效可能是由于外部电磁干扰、震动或者构造不合理等因素引起的。在设计电路时,需要对振荡器的电路布局和位于晶振附近的元器件进行合理的排布和保护,避免外界因素对振荡器的影响。
此外,振荡器寿命也可能是振荡器失效的原因之一。振荡器寿命由制造工艺、结晶缺陷、晶体材料、工作环境等因素影响。在使用晶振时也要注意其工作环境,尽可能避免高温、高湿、潮湿、高磁、电灵敏等工作条件,延长晶振的寿命。
负载过大会导致晶振工作不稳定,进而发生失效。负载能力是晶振设计制造时需要考虑的重要因素之一。在选用晶振时,应首先明确系统所需的负载能力,并根据负载运算需求选择合适的晶振,避免因负载过度引发的故障。
此外,经常出现频域较宽,带宽要求高的场合,还需考虑晶振的带宽问题,选择合适的晶振结构和振荡回路进行设计,避免频率贴近带宽上限,进而出现波动或失效。
由于振荡器晶片和下底部压电极热膨胀系数不同,因此在振荡器工作时会出现微小变形,导致晶体谐振频率发生变化。这种现象成为热失配,会导致晶振的使用频率偏差过大或失效。
避免热失配需要做到结构设计合理,振荡器晶片应选用与下底部压电极热膨胀系数相匹配的材料,并控制晶片的厚度和尺寸,避免因温度变化引发的热失配现象。
晶振需要稳定的电源来工作,如果电源电压不稳定、电流过大或过小,都会对晶振的正常工作产生影响。
为了保证晶振的稳定工作,需要尽可能满足振荡器的工作电压和电流要求,避免因电压不足或电流过大而导致的晶振失效。在实际应用中,应在设计电路时添加稳压电路,尽可能提高电源质量,保证晶振稳定的工作环境。