无源晶振不起振的原因和建议

参数

如果MCU写明需要特定负载电容的谐振器，用户仍需要精准匹配外部电容使其正常工作，否则可能会导致不起振。KOAN晶振产品页面列出必选的参数。

KX70谐振器页面截图

振荡电路匹配

振荡电路是能够产生大小和方向随着周期发生变化的振荡电流。这种振荡电流电路称为振荡电路。

激励电平：调整电路中的串联电阻Rd的大小来调节振荡电路对晶振输出的激励电平。负性阻抗：负性阻抗过大，增加Rd，使回路整体阻抗变大；负性阻抗过小，减小Rd，使回路整体阻抗变小。电路的负性阻抗应控制在晶片ESR的3~20倍之间。

焊接

焊接温度过高或者时间过长，晶振内部电性能指标出现异常引起的不起振。KOAN晶振分为手工焊接和机器焊接(波峰焊和回流焊)。手工焊接烙铁头温度控制在350℃/3s或者260℃/5s。

其它

工作一阵后出现停振现象可以通过交叉试验来判断晶体是否损坏。如果是个别损坏，应考虑IC驱动功率是否设置好；如果是批量损坏，应考虑驱动功率是否有过大的问题。

如果在电路调试阶段已经发现晶体有少量不起振的现象，可能是晶体批次质量存在问题。若晶体质量出现问题，建议交给供方做质量分析。

凯擎小妹建议

1. 预算高选择有源晶振/振荡器，预算低选择无源晶振/谐振器;

2. 应用性能要求：如果应用在高精度高端产品上，建议选择有源晶振/振荡器；如果应用对频率稳定率要求不高，如玩具等一般消费类电子，建议选择性价比高的无源晶振/谐振器。

3. 有源晶振/振荡器可为时钟振荡器，TCXO温补晶振，VCXO压控振荡器，OCXO恒温晶振，可以实现更宽的温度范围和更高的稳定度。

晶振不起振的原因以及解决方案分享

晶振在现代器件中随处可见，因此晶振的重要性不言而喻。但在晶振使用过程中，常常出现一些意料之外的晶振故障，如为何晶振不起振。

本文中，首先将为大家介绍晶振不起振的原因以及解决方案，其次将阐述 CH340 晶振不起振的应对措施以供大家参考。如果你对本文即将讨论的问题存在一定兴趣，不妨继续往下阅读哦。

遇到单片机晶振不起振是常见现象，那么引起晶振不起振的原因有哪些呢?让我们一起来看看吧。

一、晶振不起振的原因

(1)PCB 板布线错误;

(2)单片机质量有问题;

(3)晶振质量有问题;

(4)负载电容或匹配电容与晶振不匹配或者电容质量有问题;

(5)PCB 板受潮，导致阻抗失配而不能起振;

(6)晶振电路的走线过长;

(7)晶振两脚之间有走线;

(8)外围电路的影响。

二、解决方案

(1)排除电路错误的可能性，因此你可以用相应型号单片机的推荐电路进行比较。

(2)排除外围元件不良的可能性，因为外围零件无非为电阻，电容，你很容易鉴别是否为良品。

(3)排除晶振为停振品的可能性，因为你不会只试了一二个晶振。

(4)试着改换晶体两端的电容，也许晶振就能起振了，电容的大小请参考晶振的使用说明。

(5)在 PCB 布线时晶振电路的走线应尽量短且尽可能靠近 IC，杜绝在晶振两脚间走线。

三、无源晶体与有源晶振的区别、应用范围及用法

1、无源晶体——无源晶体需要用 DSP 片内的振荡器，在 datasheet 上有建议的连接方法。无源晶体没有电压的问题，信号电平是可变的，也就是说是根据起振电路来决定的，同样的晶体可以适用于多种电压，可用于多种不同时钟信号电压要求的 DSP，而且价格通常也较低，因此对于一般的应用如果条件许可建议用晶体，这尤其适合于产品线丰富批量大的生产者。无源晶体相对于晶振而言其缺陷是信号质量较差，通常需要精确匹配外围电路(用于信号匹配的电容、电感、电阻等)，更换不同频率的晶体时周边配置电路需要做相应的调整。建议采用精度较高的石英晶体，尽可能不要采用精度低的陶瓷警惕。

2、有源晶振——有源晶振不需要 DSP 的内部振荡器，信号质量好，比较稳定，而且连接方式相对简单(主要是做好电源滤波，通常使用一个电容和电感构成的 PI 型滤波网络，输出端用一个小阻值的电阻过滤信号即可)，不需要复杂的配置电路。有源晶振通常的用法：一脚悬空，二脚接地，三脚接输出，四脚接电压。相对于无源晶体，有源晶振的缺陷是其信号电平是固定的，需要选择好合适输出电平，灵活性较差，而且价格高。对于时序要求敏感的应用，个人认为还是有源的晶振好，因为可以选用比较精密的晶振，甚至是高档的温度补偿晶振。有些 DSP 内部没有起振电路，只能使用有源的晶振，如 TI 的 6000 系列等。有源晶振相比于无源晶体通常体积较大，但现在许多有源晶振是表贴的，体积和晶体相当，有的甚至比许多晶体还要小。

四、CH340 晶振不起振的现象及解决方法

现象：

连接电脑后，能够发现设备。(CH340，COM)，但是打了个叹号。提示“由于 Windows 无法加载这个设备所需的驱动程序，导致这个设备工作异常。(代码 31)”

用示波器观察，发现晶体没有起振。

排查过程：

1、先更换晶体;不行

2、然后对照数据手册检查原理图，发现 V3 引脚应该接 0.01uF 电容，而我用了 0.1uF，换，发现还是不行。

3、更换芯片，不行。

4、更换 USB 线，不行。

5、后来在官方 BBS 上也有晶体不起振的情况，具体是上电瞬间晶体起振，稍后即为高电平。

用示波器测发现我的也是。但是他那个是因为信号线 D+D- 没有加屏蔽导致。虽然没解决问题，但既有启示也有进展。

此外还得到另外一个信息，如果 CH340 和电脑通信异常，那么芯片会进入睡眠状态，此时晶体是不起振的。也就是说晶体不起振未必是设备硬件的问题。还和上位机有关。

6、从官网下载了最新的驱动程序，还是不行。

7、最后还是要感谢度娘，搜索上面的提示“由于 Windows 无法加载这个设备所需的驱动程序，导致这个设备工作异常。(代码 31)”，有个解答如下“从设备管理器中手动删除这个硬件信息，再扫描硬件改动就应该可以发现这个硬件信息，不需要系统自动搜索驱动，而是手动指向驱动所在的文件夹，(如果没有驱动的话，可以事先下载并解压好。)这样就可以重新安装它的驱动程序了。”

按照操作，就能够正常识别了。

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