غالبًا ما نقوم بمقارنة مذبذب البلورة بقلب الدائرة الرقمية ، لأن كل أعمال الدائرة الرقمية لا يمكن فصلها عن إشارة الساعة ، ويتحكم مذبذب البلورة مباشرة في النظام بأكمله. إذا لم يعمل مذبذب الكريستال ، فسيتم مشلن النظام بأكمله ، وبالتالي فإن مذبذب الكريستال هو الشرط المسبق للدائرة الرقمية لبدء العمل.

مذبذب الكريستال ، كما نقول في كثير من الأحيان ، هو مذبذب بلوري الكوارتز ورنان كريستال الكوارتز. كلاهما مصنوع من التأثير الكهروإجهادي لبلورات الكوارتز. يسبب تطبيق حقل كهربائي على قطبين من بلورة الكوارتز تشوهًا ميكانيكيًا للبلورة ، في حين أن الضغط الميكانيكي على كلا الجانبين يؤدي إلى حدوث حقل كهربائي في البلورة. وكلا من هذه الظواهرات قابلة للعكس. باستخدام هذه الخاصية ، يتم تطبيق الفولتية المتناوبة على جانبي الكريستال والرقاقة تهتز ميكانيكيا ، وكذلك توليد حقول كهربائية بالتناوب. هذا النوع من الاهتزاز والمجال الكهربائي صغير بشكل عام ، ولكن على تردد معين ، سيتم زيادة السعة بشكل كبير ، وهو صدى كهروضوئي ، على غرار صدى حلقة LC الذي نراه عادة.

كقلب الدائرة الرقمية ، كيف يلعب مذبذب Crystal دورًا في المنتجات الذكية؟ يحتاج المنزل الذكي مثل تكييف الهواء ، والستائر ، والأمن ، والمراقبة والمنتجات الأخرى ، إلى وحدة نقل لاسلكية ، من خلال البروتوكول البلوتوث أو WiFi أو zigbee ، والوحدة النمطية من الطرف إلى الطرف الآخر ، أو مباشرة من خلال التحكم في الهاتف المحمول ، والوحدة اللاسلكية هي المكون الأساسي ، مما يؤثر على استقرار النظام بأكمله بأكمله. يحدد نجاح أو فشل الدوائر الرقمية.

نظرًا لأهمية مذبذب البلورة في الدائرة الرقمية ، نحتاج إلى توخي الحذر عند استخدام وتصميم:

1. هناك بلورات الكوارتز في مذبذب البلورة ، والتي من السهل التسبب في كسر بلورات الكوارتز وتلفها عندما يتأثر أو إسقاطه من الخارج ، ثم لا يمكن تهتز مذبذب البلورة. لذلك ، ينبغي النظر في التثبيت الموثوق لمذبذب البلورة في تصميم الدائرة ، ويجب ألا يكون موضعها قريبًا من حافة اللوحة وقشرة المعدات قدر الإمكان.

2. انتبه إلى درجة حرارة اللحام عند اللحام باليد أو الآلة. الاهتزاز البلوري حساس لدرجة الحرارة ، يجب ألا تكون درجة حرارة اللحام مرتفعة للغاية ، ويجب أن يكون وقت التدفئة أقصر قدر الإمكان.

يمكن أن يقمع تخطيط مذبذب الكريستال المعقول تداخل إشعاع النظام.

1. وصف المشكلة

المنتج عبارة عن كاميرا حقل تتكون من خمسة أجزاء في الداخل: لوحة التحكم الأساسية ولوحة المستشعر والكاميرا وبطاقة ذاكرة SD والبطارية. القشرة هي قذيفة بلاستيكية ، ولوحة صغيرة فقط واجهتان: واجهة الطاقة الخارجية DC5V وواجهة USB لنقل البيانات. بعد اختبار الإشعاع ، وجد أن هناك حوالي 33 ميجا هرتز مشكلة إشعاع الضوضاء التوافقية.

بيانات الاختبار الأصلية هي كما يلي:

2. تحليل المشكلة

هذه القشرة القشرة البنية من المنتجات البلاستيكية ، والمواد غير المحمية ، والاختبار بأكمله فقط سلك الطاقة وكابل USB خارج القشرة ، هل هي نقطة تردد التداخل مشع بواسطة سلك الطاقة وكابل USB؟ لذلك ، يتم اتخاذ الخطوات التالية للاختبار:

(1) إضافة الحلقة المغناطيسية فقط على سلك الطاقة ، نتائج الاختبار: التحسن غير واضح ؛

(2) فقط إضافة الحلقة المغناطيسية على كابل USB ، نتائج الاختبار: التحسن لا يزال غير واضح ؛

(3) إضافة الحلقة المغناطيسية إلى كل من كابل USB وسلك الطاقة ، نتائج الاختبار: التحسن واضح ، انخفض التردد الكلي للتداخل.

يمكن ملاحظة ما سبق أن نقاط تردد التداخل يتم إخراجها من الواجهتين ، والتي ليست مشكلة واجهة الطاقة أو واجهة USB ، ولكن نقاط تردد التداخل الداخلية إلى جانب الواجهتين. إن حماية واجهة واحدة فقط لا يمكن أن يحل المشكلة.

من خلال القياس القريب من المجال ، وجد أن مذبذب بلوري 32.768 كيلو هرتز من لوحة التحكم الأساسية يولد إشعاعًا مكانيًا قويًا ، مما يجعل الكابلات المحيطة و GND مقترنة 32.768 كيلو هرتز ، والتي يتم اقترانها وترتبط بعد ذلك من خلال كبل واجهة USB وحبل الطاقة. مشاكل مذبذب الكريستال ناتجة عن المشكلتين التاليتين:

(1) الاهتزاز البلوري قريب جدًا من حافة اللوحة ، وهو أمر سهل يؤدي إلى ضوضاء إشعاع الاهتزاز البلوري.

(2) يوجد خط إشارة تحت مذبذب الكريستال ، والذي من السهل أن يؤدي إلى الضوضاء التوافقية لمذبذب بلورة خط الإشارة.

(3) يتم وضع عنصر المرشح تحت مذبذب البلورة ، ولا يتم ترتيب مكثف المرشح ومقاومة المطابقة وفقًا لاتجاه الإشارة ، مما يجعل تأثير الترشيح لعنصر المرشح أسوأ.

3 ، الحل

وفقا للتحليل ، يتم الحصول على التدابير المضادة التالية:

(1) يتم وضع سعة المرشح ومقاومة المطابقة للكريستال بالقرب من شريحة وحدة المعالجة المركزية بشكل تفضيلي بعيدًا عن حافة اللوحة ؛

(2) تذكر عدم وضع الأرض في منطقة التوظيف البلورية ومنطقة الإسقاط أدناه ؛

(3) يتم ترتيب سعة المرشح ومقاومة المطابقة للكريستال وفقًا لاتجاه الإشارة ، ووضعها بدقة ومضغوط بالقرب من البلورة ؛

(4) يتم وضع البلورة بالقرب من الشريحة ، والخط بين الاثنين قصير ومستقيم قدر الإمكان.

4. الخلاصة

في الوقت الحاضر ، فإن تواتر ساعة مذبذب الكريستال مرتفع ، والطاقة التوافقية التداخل قوية ؛ لا تنتقل التوافقيات التداخل فقط من خطوط المدخلات والمخرجات ، ولكن أيضًا تشع من الفضاء. إذا لم يكن التصميم معقولًا ، فمن السهل التسبب في مشكلة إشعاعية ضوضاء قوية ، ومن الصعب حلها بطرق أخرى. لذلك ، من المهم جدًا تخطيط مذبذب البلورة وخط إشارة CLK في تخطيط لوحة PCB.

ملاحظة حول تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور لمذبذب الكريستال

(1) يجب أن يكون مكثف الاقتران قريبًا من دبوس إمدادات الطاقة لمذبذب البلورة قدر الإمكان. يجب وضع الموقف بالترتيب: وفقًا لاتجاه تدفق إمدادات الطاقة ، يجب وضع المكثف الذي يحمل أصغر سعة بالترتيب من أكبرها إلى الأصغر.

(2) يجب أن ترتكز قشرة مذبذب البلورة ، والتي يمكن أن تشع مذبذب الكريستال إلى الخارج ، ويمكن أن تحمي أيضًا تداخل الإشارات الخارجية على مذبذب البلورة.

(3) لا تسلك تحت مذبذب الكريستال لضمان تغطية الأرضية بالكامل. في الوقت نفسه ، لا تقم بتسلك داخل 300 ميلي من مذبذب الكريستال ، وذلك لمنع مذبذب البلورة من التدخل في أداء الأسلاك والأجهزة والطبقات الأخرى.

(4) يجب أن يكون خط إشارة الساعة أقصر قدر الإمكان ، وينبغي أن يكون الخط أوسع ، ويجب العثور على التوازن في طول الأسلاك وبعيدًا عن مصدر الحرارة.

(5) لا ينبغي وضع مذبذب الكريستال على حافة لوحة ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، وخاصة في تصميم بطاقة اللوحة.