在电子电路设计和调试中,晶振为电路提供稳定的时钟信号。我们可能会遇到晶振有电压,但不起振,从而导致整个电路无法正常工作的情况。今天凯擎小妹聊一下可能的原因和解决方案。
在硬件调试中,许多工程师在测量晶振时发现两端都有电压,例如1.6V,但没有明显的压差,第一反应可能是怀疑短路。
晶振电路本质上是一个交流振荡电路。当晶振未起振时,两端会静止在一个中间电位,通常接近电源电压的一半。万用表测得的是稳定的直流电压,因此没有压差。
这种情况一般是:
晶振没起振,并不是短路。
如果怀疑短路,建议使用万用表的电阻档进行测量。断电后测量晶振两端的电阻:
接近0Ω:可能存在短路,如焊锡桥连、晶振内部击穿;
几千欧姆以上:说明晶振电路通畅,只是未振荡。
负载电容不合适:晶振通常需要外接两个电容。如果电容值不匹配,可能导致不起振。建议查阅晶振规格书,计算合适的负载电容值。更多:《负载电容的重要性,及如何确定CL值?》
反馈电阻缺失:一般在晶振两端会并联一个约1MΩ的反馈电阻,有助于启动振荡。数值不合适,振荡电路可能无法闭环启动。
驱动芯片配置错误:像STM32、ESP32等主控芯片需要软件设置为“外部晶振模式”,否则即便电路接得没问题,也不会起振。更多:《单片机外部晶振 - XTAL和EXTAL引脚》
晶振本身损坏:有些晶振虽然外观看不出问题,但内部石英片可能已断裂或老化。
PCB布线问题:晶振附近若布线过长、过细或受干扰严重,也会影响振荡效果。
断电,测电阻 → 排除短路
检查电容/电阻值 → 确保合理
更换晶振 → 排除器件问题
示波器观察波形 → 确认是否有起振(更多:《单端输出和差分输出波形》)
检查MCU寄存器/启动配置 → 确保设置正确