Често сравняваме кристалния осцилатор със сърцето на цифровата верига, тъй като цялата работа на цифровата верига е неразделна от сигнала на часовника, а кристалният осцилатор директно контролира цялата система. Ако кристалният осцилатор не работи, цялата система ще бъде парализирана, така че кристалният осцилатор е предпоставката за цифровата схема да започне да работи.

Кристалният осцилатор, както често казваме, е кварцов кристален осцилатор и кварцов кристален резонатор. И двамата са направени от пиезоелектричния ефект на кварцовите кристали. Прилагането на електрическо поле върху двата електрода на кварцов кристал причинява механична деформация на кристала, докато прилагането на механично налягане и от двете страни причинява възникване на електрическо поле в кристала. И и двете от тези явления са обратими. Използвайки това свойство, редуващите се напрежения се прилагат от двете страни на кристала и вафлата вибрира механично, както и генерира редуващи се електрически полета. Този вид вибрации и електрическо поле обикновено са малки, но с определена честота амплитудата ще бъде значително увеличена, което е пиезоелектричен резонанс, подобно на резонанса на LC цикъла, който обикновено виждаме.

Като сърцето на цифровата схема, как кристалният осцилатор играе роля в интелигентните продукти? Интелигентен дом като климатик, завеси, сигурност, мониторинг и други продукти, всички се нуждаят от безжичен модул за предаване, те чрез Bluetooth, WiFi или Zigbee протокол, модулът от единия край до другия край или директно чрез контрола на мобилния телефон и Безжичният модул е ​​основният компонент, влияещ върху стабилността на цялата система, така че изберете системата за използване на кристалния осцилатор. Определя успеха или неуспеха на цифровите схеми.

Поради значението на кристалния осцилатор в цифровата верига, трябва да внимаваме, когато използваме и проектираме:

1. В кристалния осцилатор има кварцови кристали, което е лесно да се причини кварцов кристален счупване и увреждане, когато е повлиян или изпуснат отвън, а след това кристалният осцилатор не може да бъде вибриран. Следователно надеждната инсталация на кристалния осцилатор трябва да се разглежда при проектирането на веригата и позицията му не трябва да е близо до ръба на плочата и обвивката на оборудването, доколкото е възможно.

2. Обърнете внимание на температурата на заваряване при заваряване на ръка или машина. Кристалната вибрация е чувствителна към температурата, температурата на заваряване не трябва да е твърде висока, а времето за нагряване трябва да бъде възможно най -кратко.

Разумното оформление на кристалния осцилатор може да потисне интерференцията на радиацията на системата.

1. Описание на проблема

Продуктът е полева камера, която се състои от пет части вътре: Core Control Board, сензорна платка, камера, SD карта с памет и батерия. Черупката е пластмасова обвивка, а малката платка има само два интерфейса: DC5V Външен интерфейс за захранване и USB интерфейс за предаване на данни. След радиационния тест е установено, че има около 33MHz проблем с радиацията на хармоничен шум.

Оригиналните тестови данни са както следва:

2. Анализирайте проблема

Тази структура на продуктовата обвивка пластмасова обвивка, не-екраниращ материал, целият тест само захранващ кабел и USB кабел от обвивката, точката на честота на интерференцията се излъчва от захранващия кабел и USB кабел? Следователно се предприемат следните стъпки за тестване:

(1) Добавете магнитен пръстен само върху захранващия кабел, резултати от теста: Подобрението не е очевидно;

(2) Добавете само магнитен пръстен на USB кабел, резултати от тестовете: Подобрението все още не е очевидно;

(3) Добавете магнитен пръстен както към USB кабел, така и към захранващия кабел, резултатите от теста: Подобрението е очевидно, общата честота на смущения намалява.

От горното може да се види, че точките за честота на смущения се извеждат от двата интерфейса, което не е проблемът на захранващия интерфейс или USB интерфейс, но точките на вътрешната интерференция, съчетани към двата интерфейса. Защитата само един интерфейс не може да реши проблема.

Чрез измерване в близост до полето е установено, че кристален осцилатор от 32,768kHz от основната контролна платка генерира силно пространствено излъчване, което прави околните кабели и GND, свързани с 32.768kHz хармоничен шум, който след това се съчетава и излъчва през интерфейсния USB кабел и захранващ кабел. Проблемите на кристалния осцилатор са причинени от следните два проблема:

(1) Кристалната вибрация е твърде близо до ръба на плочата, което е лесно да се доведе до кристалния вибрационен шум.

(2) Има сигнална линия под кристалния осцилатор, което е лесно да се доведе до хармоничен шум на сигналната линия, свързващ кристалния осцилатор.

(3) Филтърният елемент се поставя под кристалния осцилатор и кондензаторът на филтъра и съпротивлението на съвпадение не са подредени според посоката на сигнала, което влошава филтриращия ефект на филтърния елемент.

3, разтворът

Според анализа се получават следните противодействия:

(1) Филтърният капацитет и съпротивлението на съвпадение на кристала, близък до чипа на процесора, се поставят за предпочитане далеч от ръба на дъската;

(2) не забравяйте да не поставяте земята в зоната за поставяне на кристали и зоната на проекция отдолу;

(3) капацитетът на филтъра и съпротивлението на съвпадение на кристала са подредени според посоката на сигнала и се поставят спретнато и компактни близо до кристала;

(4) Кристалът се поставя близо до чипа, а линията между двете е възможно най -къса и права.

4. Заключение

В наши дни много системи за кристален осцилатор честотата на часовника е висока, хармоничната енергия на смущения е силна; Интерференционните хармоници се предават не само от входните и изходните линии, но и излъчват от пространството. Ако оформлението не е разумно, е лесно да се причини силен проблем с шума и е трудно да се реши по други методи. Следователно, той е много важно за оформлението на кристалния осцилатор и сигналната линия на CLK в оформлението на платката на PCB.

Забележка относно дизайна на PCB на кристален осцилатор

(1) Съединителният кондензатор трябва да бъде възможно най -близо до захранващия щифт на кристалния осцилатор. Позицията трябва да бъде поставена в ред: Според посоката на притока на захранване, кондензаторът с най -малък капацитет трябва да бъде поставен в ред от най -големия до най -малкия.

(2) Черупката на кристалния осцилатор трябва да бъде заземена, която може да излъчва кристалния осцилатор навън, а също така може да защити смущения на външни сигнали върху кристалния осцилатор.

(3) Не се свързвайте под кристалния осцилатор, за да гарантирате, че подът е напълно покрит. В същото време не свързвайте в рамките на 300 милиона от кристалния осцилатор, така че да попречите на кристалния осцилатор да се намесва в работата на други окабеляване, устройства и слоеве.

(4) Линията на сигнала на часовника трябва да бъде възможно най -кратка, линията трябва да бъде по -широка, а балансът трябва да бъде намерен в дължината на окабеляването и далеч от източника на топлина.

(5) Кристалният осцилатор не трябва да се поставя на ръба на платката за PCB, особено при дизайна на картата на дъската.