干货分享:如何根据不同需求高效替代晶振?
在某些情况下,晶振是可以互换的,但并非所有晶振都能随意互换。
一些相同参数(如频率、负载电容等)、相同封装形式且性能要求相近的晶振,在特定的电路环境中可能可以进行互换。比如一些通用的、对精度等要求不是特别严格的简单电子设备中,满足基本条件的晶振互换后可能仍能正常工作。
然而,在很多情况下,晶振的互换需要谨慎考虑。不同类型、精度、稳定性的晶振互换可能会导致电路性能下降,如频率偏差、时钟信号不稳定等问题,影响设备的正常运行甚至可能损坏设备。例如,在一些高精度测量仪器、通信设备等对时钟信号要求极为严格的场合,随意互换晶振是不可行的。
例如,在一个需要高精度时钟的数字信号处理系统中,将高精度晶振换成普通晶振,可能会导致数据处理错误或信号失真;又如在一个无线通信设备中,不合适的晶振互换可能会引起通信频率偏移,导致通信故障。
所以,虽然晶振在某些条件下可以互换,但必须根据具体电路的要求和晶振的特性来仔细评估,不能一概而论。
1. 频率 :首先要确保新老晶振的标称频率完全一致。例如,如果原晶振是 12MHz,那么替换的晶振也必须是 12MHz。
2. 负载电容 :这是一个重要参数。负载电容不匹配可能导致晶振工作不正常。比如原晶振负载电容是 20pF,新晶振也应尽量接近这个值。
3. 精度和稳定性要求 :了解电路对晶振精度和稳定性的要求。如果原晶振是高精度或高稳定的,替换品也应满足相应标准。例如在一些精密计时设备中,对晶振的精度要求很高。
4. 工作温度范围 :考虑设备实际工作的温度环境,替换的晶振应能在相同温度范围内正常工作。如在高温环境下工作的设备,晶振需具备相应耐高温性能。
5. 封装形式 :封装尺寸和引脚排列应相符,以确保能正确安装在电路板上。像常见的插件式和贴片式晶振,封装不一致就无法替换。
晶振替换时也需要进行相关的测试
频率测试方法:
使用频率计数器直接连接到晶振的输出引脚,读取显示的频率值来确认是否符合要求。
起振测试方法:
通过示波器将探头连接到晶振引脚,观察是否有稳定的正弦波振荡信号出现。
在使用示波器时,需要对示波器测量通道的耦合方式和输入阻抗进行设置,耦合方式有AC和DC两种,输入阻抗有1MQ和50Q两种。
示波器的探头种类很多,但是示波器的的匹配永远只有1M 欧姆或50欧姆两种选择,不同种类的探头需要不同的电阴与之匹配。示波器输入接口的电路示意图如图所示:
信号质量测试方法:
在示波器上查看晶振输出信号的波形,观察是否有明显的畸变、杂波等异常情况。
负载电容测试方法:
构建一个包含可调电容的测试电路,与晶振连接,通过调整电容值并观察晶振的工作状态来确定合适的负载电容。
温度特性测试方法:
将晶振放入可调节温度的环境箱中,在不同温度点下进行频率等参数的测试。
长时间运行测试方法:
让晶振在实际电路中持续工作较长时间,例如数小时或数天,期间定期监测其性能。
与其他电路元件兼容性测试方法:
在完整的电路中运行,观察是否有异常的干扰、信号不稳定等情况,以判断与其他元件的兼容性。
抗干扰测试方法:
使用电磁干扰发生器产生一定强度的干扰信号,同时监测晶振的输出,查看是否受到明显影响。
在替换一个用于精密仪器的晶振时,除了常规的频率和起振测试外,可能需要进行严格的信号质量测试和温度特性测试,以确保在各种条件下都能提供准确可靠的时钟信号。而对于在复杂电磁环境中工作的设备中的晶振替换,抗干扰测试就显得尤为重要,以保障设备的正常运行不受影响。
晶振替代要注意哪些方面?来看看这几点
在日常采购晶振中,如果采购员询的料比较偏的时候,得到的回复往往是没有这个料,这很令采购员苦恼,料找不到又没有具体的解决办法。
别着急!看了这篇晶振替代规则
轻松搞定晶振偏料问题
当然一般专业的业务员则会建议客户使用其他款进行替代,以便于后续产品的开发。
对于晶振替代问题上,大家是不是会有这些疑虑:
→替代的晶振可不可靠?
→会不会造成产品不良?
→有没有具体的替代依据等等问题?
给大家一一介绍不同情况下的晶振是如何选择替代的?
01不同晶振品牌替代
准确来说,每个品牌都有与之相对应的替代型号。
当然要替代一个晶振,不能只靠这一个参数特性,其次要分析替代的晶振负载电容大小,温漂,频差,工作环境等参数是否一致,或者高于原型号参数都是可以替代使用的。
通常在更换晶振时都要用相同型号的产品,或者相同体积、参数都一致的产品,石英晶振有很多型号晶振可以相互替代的。
02不同晶振类型替代
有源的晶振是自带电压的,而无源晶振需要外接振荡电路,两者不能直接替代,所以有源还是无源要确认好。
03不同晶振外观替代
插件晶振替代贴片晶振,需要注意采购贴片晶振的时候,要仔细咨询技术人员,并对比产品尺图、规格书等,仔细了解替代产品的参数以及晶振的封装尺寸。
# 此外注意区分替代插件晶振是无源还是有源。
# 插件晶振有源和无源在参数上有很大的不同。
04不同晶振脚位替代
三脚的晶振只是将两个起振电容封装起来了,中间脚是地线用两脚封装代替时,将两脚接在两端,并从两端各连接一个电容到地线。
05不同晶振频率替代
不同频率的晶振是可以变通代换的,高频的代替低频的需要串联一个电容,低频的代换高频的需要并上一个电容。
所以,标称频率相同的晶振互换时还必须要求负载电容一致,不能冒然互换,否则会造成电器工作不正常。
最后,如果您需要替代晶振时,最好先咨询晶振厂家,专业的技术团队会为您分析哪些型号是可以相互替代使用的,并且给出相对应的规格书指导参考,让您更清晰的了解两者型号参数特性。
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