RTC生产注意事项及停振理论分析

Update：2024-05-24

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晶振外置的RTC应用电路一般由RTC芯片、外置32k晶振、负载电容组成，最常见的电路原理图大致如下，其中U1为RTC芯片，Y1为32k晶振，C1、C2为晶振负载电容。

RTC生产注意事项及停振理论分析

生产中，引起RTC停振的原因大致如下：

1、当焊接晶振采用烙铁手工焊接方式时，可能因为烙铁温度过高，碰触到晶振本体而导致晶振内部石英晶片融化。

2、晶振内部石英晶片很薄，对来自外部的剧烈机械振动异常敏感，尤其是不可超声波清洗与焊接。市面上的一般超声波设备频率与32k晶振频率接近，容易引起晶振晶片共振而损坏晶振。

3、有些厂家的生产员工在清洗晶振时，使用硬毛刷暴力拖拽晶振引脚，容易使其拉断，造成晶振接触不良与漏气，导致RTC不走时。

4、有些厂家即使没有洗板工序，同样也会有停振现象出现，问题可能出现在设计PCB时晶振引脚过于接近，在焊接时，引脚周围聚集松香或杂质过多，可能引起晶振并联电阻过小而停振。

5、有些工程师在排版晶振时，会把晶振本体接地，此时本地接地焊盘不宜过大，不然焊接时会因焊盘吸热过多，更多热量传送到晶振内部，导致晶振损坏。

6、晶振排版布线时，晶振与RTC芯片距离不宜过长，应使晶振紧挨着RTC芯片。

7、晶振与负载电容共同维持了RTC的振荡，当匹配电容过大时，同样会出现晶振停振，我司推荐的负载电容一般不超过20pF。

RTC停振理论分析

RTC内部振荡器电路如下图所示：

RTC生产注意事项及停振理论分析

除了石英晶振外，mp、mn、Rf、C1、C2器件全部集成于芯片之中，考虑到OSCIN和OSCOUT引脚到地的等效电阻R1、R2，上图的等效电路结构如下图：

RTC生产注意事项及停振理论分析

其s域的传输函数为：

RTC生产注意事项及停振理论分析

取T(s)函数的实部为nRes（称为振荡负阻），并将C0、 L0、R0、Rf、gm1、C1、C2合适的参数代入，并假设R1=R2，以R1、R2为变量，画出R1、R2和nRes的关系图如下：

RTC生产注意事项及停振理论分析

为了保证晶振可靠的振荡，一般要求振荡负阻大于5倍的晶振内串联电阻R0。兴威帆的RTC充分考虑了设计冗余，在外置谐振电容值合适的情况下，能稳定可靠地振荡工作。

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