Cspan40 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。(Cspan40，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 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 Cspan40 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。

　　晶振基本分类

　　石英晶体振荡器分非温度补偿式晶体振荡器、温度补偿晶体振荡器(TCXO)、电压控制晶体振荡器(VCXO)、恒温控制式晶体振荡器(OCXO)和数字化/μp补偿式晶体振荡器(DCXO/MCXO)等几种类型。其中，无温度补偿式晶体振荡器是简单的一种，在日本工业标准(JIS)中 ，称其为标准封装晶体振荡器(SPXO)。

　　贴片晶振的主要参数

　　总频差：在规定的时间内，由于规定的工作和非工作参数全部组合而引起的晶体振荡器频率和给定标称频率的大偏差。总频差包括频率温度稳定度、频率老化率造成的偏差、频率电压特性和频率负载特性等共同造成的大频差。一般只在对短期频率稳定度关心，而对其他频率稳定度指标不严格要求的场合采用。

　　频率稳定度：任何晶振，频率不稳定是的，程度不同而已。一个晶振的输出频率随时间变化的曲线。曲线中表现出频率不稳定的三种因素：老化、飘移和短稳。

　　开机特性（频率稳定预热时间）：指开机后一段时间(如5 分钟)的频率到开机后另一段时间(如1 小时)的频率的变化率。表示了晶振达到稳定的速度。这指标对经常开关的仪器如频率计等很有用。

　　频率老化率：在恒定的环境条件下测量振荡器频率时，石英晶体振荡器频率和时间之间的关系。这种长期频率漂移是由晶体元件和振荡器电路元件的缓慢变化造成的，因此，其频率偏移的速率叫老化率，可用规定时限后的大变化率（如±10ppb/天，加电72 小时后），或规定的时限内大的总频率变化（如：±1ppm/（年）和±5ppm/（十年））来表示。

　　晶振有几个重要参数：

　　1.晶体元件规格书中所的频率，也是在电路设计和元件选购时首要关注的参数。晶振常用标称频率在1～200MHz之间，比如32768Hz、8MHz、12MHz、24MHz、125MHz等，更高的输出频率也常用PLL(锁相环)将低频进行倍频至1GHz以上。我们称之为标称频率。

　　2.输出信号的频率不可避免会有一定的偏差，我们用频率误差(Frequency Tolerance)或频率稳定度(Frequency Stability)，用单位ppm来表示，即百万分之一(parts per million)(1/106)，是相对标称频率的变化量，此值越小表示精度越高。比如，12MHz晶振偏差为±20ppm，表示它的频率偏差为12×20Hz=±240Hz，即频率范围是(～Hz)

　　3.还有一个温度频差(Frequency Stability vs Temp)表示在特定温度范围内，工作频率相对于基准温度时工作频率的允许偏离，它的单位也是ppm。

　　4.另外，负载电容CL(Load capacitance)，它是电路中跨接晶体两端的总的有效电容(不是晶振外接的匹配电容)，主要影响负载谐振频率和等效负载谐振电阻，与晶体一起决定振荡器电路的工作频率，通过调整负载电容，就可以将振荡器的工作频率微调到标称值。更准确而言，无源晶体的负载电容是一项非常重要的参数，因为无源晶体属于被动元器件，所谓的被动元器件即是自身不能工作，需要外部元器件协助工作。