晶振没坏但不起振 PCB板上的晶体不起振为啥？
“pcb板上的晶体不起振，可能是什么原因？”。这个问题比较常规，笔试题中标的概率比较高，实际使用时也可能会碰到这类问题。如何回答，10秒时间自己先思考下。
(-r) 是什么？
要回答这个问题，我觉得有必要先搞清楚什么是晶体的负性阻抗。
负性阻抗，英文：negative resistance；简写：-r；单位：ω。在网上搜了下，找到如下描述。
负性阻抗是指从石英晶体共振子的二个端子往振荡线路看过去，所得到振荡线路在振荡频率时的阻抗特性值。-- 源自网络
还有一种解释，是从murata网站看到的。
负性阻抗是指用阻抗表示的振荡电路的信号放大能力。--村 田
这两个定义，看起来都比较偏学术，不太通俗。我个人倾向于murata的解释。大家知道大概意思就行了，不必纠结，重点是下面的内容。
(-r) 能做什么？
上面的定义，你可以不理解不清楚，但是下面这个你必须搞清楚弄明白。
敲黑板，这才是重点！！！
负性阻抗(-r)用于表征振荡裕量，即从振荡到振荡停止的裕量。
负性阻抗(-r)不是晶体的内部参数， 而是pcb电路的实测值，是晶体在pcb线路设计时的一个重要参数，可用于判断晶体振荡电路的稳定性。
如果在pcb上测出来的负性阻抗偏小，则表示该晶体振荡器的线路设计起振裕量不足，设计不合理。
(-r) 测量方法及步骤
说完负性阻抗(-r)的作用，再说下它的测量方法。
上图为负性阻抗测试的示意图。图中，xtal是晶体，rf是负反馈电阻，rd是限流电阻，cl1/cl2是外部匹配电容，vr是可调电阻。
负性阻抗|-r|的测试步骤：
①将可调电阻vr与晶体串联接入回路，如上图。正常情况下，晶体振荡电路是不需要vr的。vr是我们为了测试|-r|，刻意添加进去的。
②调节可变电阻vr，使回路起振或停振。当回路刚停振时，测试vr的阻值；
③通过公式|-r|=rl+vr，计算得到负性阻抗值。
特别说明：rl是晶体加负载电容的谐振阻抗，不是esr。网上看有些文章，直接写|-r|=esr+vr，这是不对的，不要被误导。
(-r) 阻值定量分析
根据上面的测量，此时已经得出负性阻抗(-r)的阻值。
既然负性阻抗(-r)偏小表示晶体起振裕量不足，那(-r)阻值多少才算是一个合理值呢？
现在我们从定性分析已经进阶到定量分析，继续往下看。
至少是规格书标称esr的5倍，才合适！阻值越大，振荡裕量越高，说明振荡越稳定。
实际案例
上面讲的一大堆，都是理论知识。如果仅仅这样就结束本篇文章，那太不符合“硬件微讲堂”贴近实战的秉性，更体现不出来专业性。
上图是某品牌的晶体匹配测试报告中负性阻抗(-r)和振荡裕量计算部分。
可以看出：可调电阻r实测值为769ω，rl为10ω，则负性阻抗|-r|=779ω。而该晶体标称的esr(max)=60ω，则振荡裕量(倍率)=|-r|/esr=12.98倍，大于要求的5倍，满足起振要求。
晶体不起振的原因…
再回到文章开头提到的面试题“pcb板上的晶体不起振，可能是什么原因？”，负性阻抗偏小，振荡裕量不够，就是一个可能性比较大的原因。但这并不是唯一的原因，还有其他原因么？
当然有，其他原因有哪些，欢迎你在留言区补充。
晶体不起振，如何调整？
这也是一个不错的问题，我说2种方法：
方法①：减小外部匹配电容cl1/cl2，以增大负性阻抗；
方法②：更换标称值esr更小的晶体，以增大振荡裕量；
欢迎你在留言区补充调整措施。
总结
聊到这里，今天要说的也差不多了，总结下今天聊的内容：
①(-r)是指用阻抗表示的振荡电路的信号放大能力；
②(-r)用于表征振荡裕量，即从振荡到振荡停止的裕量；
③(-r)不是晶体的内部参数， 而是pcb电路的实测值；
④(-r)可用于判断晶体振荡电路的稳定性；
⑤(-r)的测试环境示意图和测试步骤；
⑥(-r)的计算公式：|-r|=rl+vr，特别说明rl不是esr；
⑦(-r)的定量分析：至少是规格书标称esr的5倍，才合适！
⑧晶体不起振的原因：可能的原因之一是负性阻抗偏小，振荡裕量不够。
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负性阻抗是指从石英晶体共振子的二个端子往振荡线路看过去，所得到振荡线路在振荡频率时的阻抗特性值。-- 源自网络
还有一种解释，是从murata网站看到的。
负性阻抗是指用阻抗表示的振荡电路的信号放大能力。--村 田
这两个定义，看起来都比较偏学术，不太通俗。我个人倾向于murata的解释。大家知道大概意思就行了，不必纠结，重点是下面的内容。
(-r) 能做什么？
上面的定义，你可以不理解不清楚，但是下面这个你必须搞清楚弄明白。
敲黑板，这才是重点！！！
负性阻抗(-r)用于表征振荡裕量，即从振荡到振荡停止的裕量。
负性阻抗(-r)不是晶体的内部参数， 而是pcb电路的实测值，是晶体在pcb线路设计时的一个重要参数，可用于判断晶体振荡电路的稳定性。
如果在pcb上测出来的负性阻抗偏小，则表示该晶体振荡器的线路设计起振裕量不足，设计不合理。
(-r) 测量方法及步骤
说完负性阻抗(-r)的作用，再说下它的测量方法。
上图为负性阻抗测试的示意图。图中，xtal是晶体，rf是负反馈电阻，rd是限流电阻，cl1/cl2是外部匹配电容，vr是可调电阻。
负性阻抗|-r|的测试步骤：
①将可调电阻vr与晶体串联接入回路，如上图。正常情况下，晶体振荡电路是不需要vr的。vr是我们为了测试|-r|，刻意添加进去的。
②调节可变电阻vr，使回路起振或停振。当回路刚停振时，测试vr的阻值；
③通过公式|-r|=rl+vr，计算得到负性阻抗值。
特别说明：rl是晶体加负载电容的谐振阻抗，不是esr。网上看有些文章，直接写|-r|=esr+vr，这是不对的，不要被误导。
(-r) 阻值定量分析
根据上面的测量，此时已经得出负性阻抗(-r)的阻值。
既然负性阻抗(-r)偏小表示晶体起振裕量不足，那(-r)阻值多少才算是一个合理值呢？
现在我们从定性分析已经进阶到定量分析，继续往下看。
至少是规格书标称esr的5倍，才合适！阻值越大，振荡裕量越高，说明振荡越稳定。
实际案例
上面讲的一大堆，都是理论知识。如果仅仅这样就结束本篇文章，那太不符合“硬件微讲堂”贴近实战的秉性，更体现不出来专业性。
上图是某品牌的晶体匹配测试报告中负性阻抗(-r)和振荡裕量计算部分。
可以看出：可调电阻r实测值为769ω，rl为10ω，则负性阻抗|-r|=779ω。而该晶体标称的esr(max)=60ω，则振荡裕量(倍率)=|-r|/esr=12.98倍，大于要求的5倍，满足起振要求。
晶体不起振的原因…
再回到文章开头提到的面试题“pcb板上的晶体不起振，可能是什么原因？”，负性阻抗偏小，振荡裕量不够，就是一个可能性比较大的原因。但这并不是唯一的原因，还有其他原因么？
当然有，其他原因有哪些，欢迎你在留言区补充。
晶体不起振，如何调整？
这也是一个不错的问题，我说2种方法：
方法①：减小外部匹配电容cl1/cl2，以增大负性阻抗；
方法②：更换标称值esr更小的晶体，以增大振荡裕量；
欢迎你在留言区补充调整措施。
总结
聊到这里，今天要说的也差不多了，总结下今天聊的内容：
①(-r)是指用阻抗表示的振荡电路的信号放大能力；
②(-r)用于表征振荡裕量，即从振荡到振荡停止的裕量；
③(-r)不是晶体的内部参数， 而是pcb电路的实测值；
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⑤(-r)的测试环境示意图和测试步骤；
⑥(-r)的计算公式：|-r|=rl+vr，特别说明rl不是esr；
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