晶振外置的RTC應用電路一般由RTC芯片、外置32k晶振、負載電容組成,最常見(jiàn)的電路原理圖大致如下,其中U1為RTC芯片,Y1為32k晶振,C1、C2為晶振負載電容。

生產(chǎn)中,引起RTC停振的原因大致如下:
1、當焊接晶振采用烙鐵手工焊接方式時(shí),可能因為烙鐵溫度過(guò)高,碰觸到晶振本體而導致晶振內部石英晶片融化。
2、晶振內部石英晶片很薄,對來(lái)自外部的劇烈機械振動(dòng)異常敏感,尤其是不可超聲波清洗與焊接。市面上的一般超聲波設備頻率與32k晶振頻率接近,容易引起晶振晶片共振而損壞晶振。
3、有些廠(chǎng)家的生產(chǎn)員工在清洗晶振時(shí),使用硬毛刷暴力拖拽晶振引腳,容易使其拉斷,造成晶振接觸不良與漏氣,導致RTC不走時(shí)。
4、有些廠(chǎng)家即使沒(méi)有洗板工序,同樣也會(huì )有停振現象出現,問(wèn)題可能出現在設計PCB時(shí)晶振引腳過(guò)于接近,在焊接時(shí),引腳周?chē)奂上慊螂s質(zhì)過(guò)多,可能引起晶振并聯(lián)電阻過(guò)小而停振。
5、有些工程師在排版晶振時(shí),會(huì )把晶振本體接地,此時(shí)本地接地焊盤(pán)不宜過(guò)大,不然焊接時(shí)會(huì )因焊盤(pán)吸熱過(guò)多,更多熱量傳送到晶振內部,導致晶振損壞。
6、晶振排版布線(xiàn)時(shí),晶振與RTC芯片距離不宜過(guò)長(cháng),應使晶振緊挨著(zhù)RTC芯片。
7、晶振與負載電容共同維持了RTC的振蕩,當匹配電容過(guò)大時(shí),同樣會(huì )出現晶振停振,我司推薦的負載電容一般不超過(guò)20pF。
RTC停振理論分析
RTC內部振蕩器電路如下圖所示:

除了石英晶振外,mp、mn、Rf、C1、C2器件全部集成于芯片之中,考慮到OSCIN和OSCOUT引腳到地的等效電阻R1、R2,上圖的等效電路結構如下圖:

其s域的傳輸函數為:

取T(s)函數的實(shí)部為nRes(稱(chēng)為振蕩負阻),并將C0、 L0、R0、Rf、gm1、C1、C2合適的參數代入,并假設R1=R2,以R1、R2為變量,畫(huà)出R1、R2和nRes的關(guān)系圖如下:

為了保證晶振可靠的振蕩,一般要求振蕩負阻大于5倍的晶振內串聯(lián)電阻R0。興威帆的RTC充分考慮了設計冗余,在外置諧振電容值合適的情況下,能穩定可靠地振蕩工作。 |