
為什么要做晶振匹配測試?
因為要驗證測試晶振是否超出頻率偏差,晶振在實際工作中的輸出頻率偏差太大,可能超出時鐘芯片對其的捕捉范圍,造成指令錯誤,引發系統紊亂。因此在樣機階段,上電測試并驗證晶振實際輸出的頻率精度是否合格尤為關鍵。
實際工作中的輸出頻率偏差太大的原因:
1、電路中的負載電容,負載電容主要包括電路板上的寄生電容、外接的匹配電容以及晶振引腳的分布電容等。在設計電路時,如果沒有準確計算負載電容,或者外接電容的精度不夠、老化特性不良,都會導致負載電容失配。例如,晶振的標稱負載電容為20pF,而實際電路中的負載電容由于寄生電容的存在達到了25pF,那么晶振的振蕩頻率就會低于標稱頻率。
2、環境溫度變化,晶振的"心臟"--石英晶片,對溫度變化有著極高的敏感性,當溫度偏離常溫范圍較大時,頻偏會顯著增加。例如,一款普通SPXO在-40℃到+85°℃的溫度范圍內,頻偏可能達到+20ppm其至更高。

如何應對?
1、選擇合適的晶振,考慮其頻率穩定性、溫度特性等關鍵指標,盡量選擇與系統要求匹配的型號。
2、硬件調整:對于某些特定應用,可以通過調整晶振的安裝位置、周圍元件等,來改善其性能。但這通常需要一定的專業知識和經驗,不建議普通用戶自行操作。
3、軟件補償:對于一些可以通過軟件進行補償的設備,可以通過編寫相應的算法,對晶振的輸出頻率進行實時監測和調整,以減小頻率偏差對系統的影響。
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