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）、接收器和中央處理器（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，用來控制中央處理器（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，它會發出一種指定的信號來控制功能。

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。

從圖2中可以看出， TC4069UB集成電路內包含有6個反相器，在進行實驗時僅選用一個反相器來實驗，基本實驗電路原理圖見圖3.圖3中反相器用來實現晶體振蕩電路所需的180°相移，而RF電阻則用來提供反饋信號給反相器的，RS1電阻用來提供偏壓，從而使反相器TC4069UB工作在線性范圍內。

4.2晶體驅動檢查

當晶體被過分驅動會逐漸損耗，減小晶振的接觸電鍍，這將會引起頻率上升（頻率漂移），用示波器檢測I輸出腳的波形，如檢測到非常清晰的正弦波，而且正弦波的上限值和下限值符合輸入需要，則晶振未被驅動；相反如正弦波形的波峰、波谷兩端被削平則晶振被過分驅動。為防止晶振篩選電路中的晶振被過分驅動，這時在電路中需加RS來防止晶振被過分驅動。RS值的大小可用一只5kΩ的微高調電位器，從0開始往高慢慢調節，一直到正弦波不再被削平為止，此時對可調電阻的阻值進行確認后，選用上個與微調值相接近的電阻。

4.3 起振電容C值的選擇

電容的選用和設置直接影響晶振的頻率誤差和穩定性。起振電容C值如果選擇偏大雖有利于振蕩器的穩定性，但會增加電路的起振時間；C1是相位調節電容器，C2是增益調節電容器，當兩電容選用值不等，如電容C1選用30pF、C2選用180pF,試驗時測量到晶振的頻率發生偏離，頻率變小約28kHz左右，若將C2容量再減小約100pF時，測量到晶振的頻率值30kHz,由此可見起振電容的值越低越好，同時C1、C2電容相差1pF,頻率將會相差10ppM左右，所以兩電容值選C1=C2=30p電容量，既能縮短起振時間，又能保證振蕩器時不偏頻、振蕩器能穩定振蕩。

4.4 電阻R選用。

由反向器實現晶體振蕩電相移180度的振蕩器，是要求狀態能相互轉換，所以電路中必須引入反饋，篩選電路中RF電阻的作用，是用來提供反饋信號給反向器的，RF阻值選小或選大影響反饋效果，經試驗RF選用1MΩ能起反饋信號作用。R1、RS1是偏壓電阻，通常可選用10kΩ。

5 小結

上述設計的晶振壽命篩選電路，具有價廉、簡易、方便等特點，在該電路的狀態下對32.768kHz晶振的振蕩頻率，其頻率均在標準值32.768kHz左右，上下誤碼差不超過1Hz,符合晶振試驗要求，而且該電路晶振能穩定振蕩，頻率不產生偏移，這樣當晶體在一特定環境溫度下處于長期工作一段時間后，對每一只經過此試驗的晶振再進行頻率等參數的測量，可以達到壽命篩選的目的。