摘要:晶振是遙控器控制電路中最關鍵的零部件之一,起著舉足輕重的作用,而晶振的過早失效是造成遙控器故障的主要原因之一。本文從遙控器的工作原理和晶振的工作原理、失效模式及失效分析出發,闡述遙控器晶振壽命篩選電路的設計,來進行晶振壽命篩選,達到對晶振質量的控制。
1 引言
從市場故障遙控器技術分析情況來看,遙控器主要質量問題的表現是:遙控器在上電復位檢查時,遙控器液晶顯示器字符有一定規則的缺顯,同時遙控器不開機;通過測量檢查是電路不振蕩,經實際統計電路不振蕩大多是32.768kHz晶振過早失效所致。從零部件進廠檢驗角度看,需要對晶振進行長時間的壽命篩選試驗,來有效地控制晶振過早失效,提高晶振的壽命及可靠性。下面就晶振壽命篩選電路構思進行探討,并在此基礎上研究所選用的相關電子元件,通過具體的試驗來論證諧振器壽命篩選電路的可行性。
2 遙控器工作原理
遙控系統一般由遙控器(發射器)、接收器和處理器(CPU)組成。接收器和CPU部分都在家電主機上。遙控器產生不同的編碼脈沖,輸出各種以紅外線為媒介的控制脈沖信號,這些脈沖是計算機指令代碼,用來控制處理器(CPU)的操作。接收器將收到的紅外信號進行放大、限幅、檢波、整形后送到CPU,CPU根據不同的信號發出控制信號到相應的控制電路。
遙控器由控制電路、紅外線發射部分和按鍵掃描矩陣三大部分組成:
① 控制電路是遙控器的核心部分,我們以M34552單片機為例,振蕩電路如圖1所示,晶振連接到單片機的XIN/XOUT和XCIN/XCOUT引腳上,以建立振蕩;振蕩電路送來的信號經過整形、分頻等處理,產生了掃描用的控制信號,通過M34552芯片內軟件功能實現紅外遙控對輸出信號的控制。

② 紅外線發射部分由晶體三極管提供功率放大,以足夠的功率驅動紅外線發光二極管,發射出紅外線脈沖信號。
③ 按鍵掃描矩陣由集成電路的掃描輸出、輸入電路引腳組成橫豎交叉矩陣,無鍵按下時,輸入輸出互不相連。當某一鍵按下時,相應的輸入口即有信號送達,使控制電路得知哪一個按鍵被按下,它會發出一種的信號來控制功能。
3 晶振的工作原理及失效分析
3.1工作原理
晶振也稱晶體諧振器,主要由石英晶片、銀膜層電極、引線、支架和外殼等組成,是用電損耗很小的石英晶體經精密切割磨削并鍍上電極焊上引線做成。這種晶體有一個很重要的機電效應特性,即通電就會產生機械振蕩,反之,如果施加機械力則又會產生電。機電效應一個很重要的特點,就是其振蕩頻率與他們的形狀,材料,切割方向等密切相關。
3.2失效分析
在電子線路中,晶振的主要失效模式是開路、短路、頻率穩定性差等。造成開路、短路的原因主要為支架脫落、脫錫、外殼封裝系統機械損傷等,而造成頻率穩定性差的因素很多。晶振在使用和貯存過程中,隨著時間的變化而出現老化現象,通過對成品的解剖和原材料、制造工藝的分析,應用掃描電子顯微鏡的觀察,初步認為失效的晶振頻率穩定性差是由使用的原材料不當、石英晶片表層清潔處理不良、表層污染、蒸發的銀膜層附著性差因素造成的。
4 遙控器晶振壽命篩選電路的設計
為使晶振的壽命篩選電路更加貼切遙控器實際工作狀態,我們采用XT并行諧振振蕩電路,應用晶振的基頻來設計。
4.1集成電路的選用
為使晶振的壽命篩選電路不要復雜化,可選用TC4069UB集成電路,TC4069UB集成電路是一個反相器,用它可以實現晶體振蕩的篩選電路;TC4069UB內部原理如圖2所示。