电子工程师指南：晶振不起振排查全流程

晶振是电子系统的核心，如果不起振，整个板子都可能无法工作。遇到这种问题，别慌，晶科鑫SJK工程师，整理真实案例、操作清单和原理分析，帮助工程师快速排查和解决问题。

一、真实案例

案例1：配置问题导致的偶发故障

现象：32.768 kHz晶振偶尔停振，断电重启就能恢复。

排查：检查MCU配置，发现晶振驱动能力设置在最低档。

解决办法：把驱动能力调高就行。

案例2：设计问题导致的永久损坏

现象：板子上的晶振直接不起振，老化测试后完全停振，更换电源或重启都没用。

排查：发现晶振直接接入电源，没用推荐的限流电阻。

结论：过大电流导致晶振内部元件损坏，无法恢复。

小结：晶振不起振可能是软件、配置，也可能是硬件问题，严重时会造成永久损坏。

二、从外到内：晶振排查小技巧

晶振排查可按由表及里、由易到难的顺序进行：

1. 外观与基础电性检查

首先检查晶振外壳是否有裂纹或焊盘脱落，同时观察焊点是否虚焊、短路或焊锡过多。

使用万用表测量电源引脚电压，确认电压在规格范围内，并测量引脚对地电阻，排除开路或短路问题。

此步骤主要是排除明显的物理或电性故障，为进一步排查打基础。

2. 信号与电路状态检查

测量晶振输出端，确认是否有振荡波形。

建议使用X1档或高阻探头，如怀疑探头负载影响起振，可使用X10或有源探头。

检查MCU的晶振驱动能力和相关配置是否正确，同时验证负载电容C1、C2是否符合数据手册要求。

这一步帮助判断晶振是否受电路或配置影响。

3. 环境与应力测试

对偶发停振问题，可进行高低温循环测试，观察是否在特定温度下复现；

尝试不同输入电压，看是否与电压波动相关。

轻轻敲击或按压板子，可排查机械应力是否导致停振。

这一步有助于发现环境或应力引起的隐性故障。

三、 深入原因解析

1.为什么晶振不起振

晶振振荡需要满足两点：

环路增益够大：电路要有足够放大能力，补偿晶振损耗

相位对齐：反馈信号要正确对齐

大部分不起振问题都因为环路增益不够：

驱动能力太低（案例1）

负载电容不匹配，公式：CL = (C1 × C2)/(C1 + C2) + Cstray

晶振等效串联电阻（ESR）太高，电路提供的负阻不够

2. 测负阻与晶振驱动检查

测负阻：在振荡回路串联可调电阻R_{test>逐步增大，直到晶振停止振荡。此时总负阻 = ESR + Rtest>应大于晶振ESR的5倍，保证晶振稳振。}

电路因素：注意PCB板层、走线寄生电容和IC内部寄生电容对负载电容的影响。

驱动与供电：确认晶振电源稳定在规格范围内，MCU驱动能力配置合理。

老化与应力测试：高温、长期使用或可能受机械冲击的板子，可做温度循环、老化或轻微力学测试，发现潜在停振问题。

3. 过压/过流风险

风险：电流或电压过大，会让晶片震动过强，撞到电极或基座，甚至局部过热导致开路。

特点：晶振一旦损坏，参数永久偏离标准，只能更换。

工程提醒：案例2显示，晶振保护不仅靠电路设计，还要控制老化、电压和温度应力。

四、晶振不起振，排查流程总结

先排查外观和基础电性，排除明显问题

检查信号和配置，确认电路工作正常

分析环路增益和负阻，找到隐性问题

避免过应力，防止晶振永久损坏

总结：按这个流程走，结合工程经验，就能快速定位问题，保证系统稳定运行。