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晶体在使用过程中需要注意哪些点?(一)-- 关键参数
晶体在使用过程中需要注意哪些点?(二)--PCB板实际频偏计算
#征文#PCB板上的晶体不起振,为啥?如何调整?
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晶体在使用过程中需要注意哪些点?(二)--PCB板实际频偏计算

大家好,我是硬件微讲堂。这是在电子星球的第20篇原创文章。为避免错过干货内容,一定记得点赞、收藏、分享哟。加微信hardware_lecture(备注:电子星球)进群沟通交流。

1、编外话

五一假期刚过去,由于疫情原因,整个假期我都在家里。看书时,脑海里突然蹦出一句话,挺有意思,跟大家分享下,还专门发了票圈:见贤思齐也,见不贤而内自卷!

2、一道面试题

节前发文《晶体在使用过程中需要注意哪些点?(一)》,介绍了晶体的关键参数,比较偏基础,但不说又不行。今天接着聊晶体在使用中的注意事项。

照例,先抛出来一道面试题:“PCB板上晶体的实际频偏如何计算?”。这个问题比较常规,笔试题中标的概率也比较高。如何回答,10秒时间自己先思考下。

提示:问题的核心是“PCB板”和“实际”。

3、晶体频偏计算

如上图所示,某品牌的16MHz 3225封装的晶体,在PCB上用频率计实测频率为15999805.7Hz

该晶体频偏是多少?如下图,需要用到上篇文章提到的晶体频偏计算公式。

通过计算,得出PCB板实际频偏=-12.14ppm

但是我要说的是,如果你只考虑到这一步,那只能说明3种情况:

①只知理论,知其然不知其所以然;

②以往开发过的产品,未让晶体供应商做过相应晶体的匹配分析;

③即便让晶体供应商做过匹配分析,但自己没有认真研究过供应商输出的报告;

同时也要很遗憾地告诉你:你的答案在面试官那里 可能会被认为“不严谨”。

4、实际频偏计算

聊到这里,你可能会质疑我,怀疑我在胡说。没关系,我们用实际的晶体匹配报告来说话。下图是某品牌的晶体匹配测试报告的频偏计算部分。

怎么会有两组频率?

①15999996Hz,是把晶体从PCB板上取下,在特定负载电容和激励功率下的负载谐振频率,记作FL1。可以简单理解为晶体本体的负载谐振频率,此时存在一个频偏,计算为-0.25ppm。

②16000180Hz,是晶体焊接在原PCB上,搭配原有电路时的负载谐振频率,记作FL2。可以简单理解为PCB板上晶体的负载谐振频率,此时也有一个频偏,计算为11.25ppm。

得出的两组频偏,如何处理?

两组频偏是相减的关系。所以表格上的载板频率偏移是11.25-(-0.25)=11.5ppm。

两组频偏,为何相减?

我们可以认为FL1是晶体供应商出厂时就已经确定,(对我们而言)是不可控变量,也不以我们的二次设计为转移。而FL2是跟我们的电路设计、器件布局、参数选择强相关。但是FL2计算所得的偏移量已经包含了FL1的偏移量,把FL1引入的变量减去,得到的才是我们PCB板设计所引入的频偏量。而我们要测量和评估的就是PCB板设计所导致的频偏大小。

为了能让你更信服,我们再看另外一个品牌的晶体匹配测试报告的频偏部分。

FL1=4.5ppm,FL2=23.72ppm,PCB载板频偏为=23.72-4.5=19.22ppm。

5、总结

聊到这里,频偏这个问题 基本差不多了。大概总结下:

①频偏的计算公式,要熟记,更要理解;

②FL1,晶体本体的负载谐振频率;

③FL2,PCB板上晶体的负载谐振频率;

④载板实际频率偏移量计算及其原因;

必要说明:上述内容都是基于个人理解,如有认为不严谨的地方,欢迎交流探讨。

今天聊的这个问题很小。其实说简单了,频偏即便不测试,设备也能跑起来,但是我们作为研发人员,业内人士,一定要比别人看得更深、更远、更专业。

对于我们而言,设备能跑起来,只是第一步。让我们开发的产品在极端苛刻条件下,依然能够持久稳定可靠工作,才是体现我们专业的地方。

最近美帝一直在作妖,拱火俄乌冲突不说,这两天又拿人权问题来制裁海康威视。欲加之罪何患无辞!国家大的层面,我们也做不了什么,我们只能精益求精,用我们的专业回报祖国,让国家更强大,以此来赶超美帝。

还是文章开头那句话:见贤思齐也,见不贤而内自卷!各位加油!

怎么样?一个简短的问题,给出的回答可浅可深。我的助攻只能到这里,能否晋升到陆地神仙境一剑开天门,就看你的造化了!

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