Sovint comparem l’oscil·lador de cristall amb el cor del circuit digital, perquè tot el treball del circuit digital és inseparable del senyal de rellotge i l’oscil·lador de cristall controla directament tot el sistema. Si l’oscil·lador de cristall no funciona, tot el sistema estarà paralitzat, de manera que l’oscil·lador de cristall és el requisit previ perquè el circuit digital comenci a funcionar.

L’oscil·lador de cristall, com diem sovint, és un oscil·lador de cristall de quars i un ressonador de cristall de quars. Tots dos estan fets de l'efecte piezoelèctric dels cristalls de quars. L’aplicació d’un camp elèctric als dos elèctrodes d’un cristall de quars provoca una deformació mecànica del cristall, mentre que l’aplicació de pressió mecànica a les dues cares fa que es produeixi un camp elèctric al cristall. I tots dos fenòmens són reversibles. Utilitzant aquesta propietat, s’apliquen tensions alternes a les dues cares del cristall i la hòstia vibra mecànicament, a més de generar camps elèctrics alterns. Aquest tipus de vibracions i camp elèctric són generalment petites, però a una certa freqüència, l’amplitud s’incrementarà significativament, que és la ressonància piezoelèctrica, similar a la ressonància del bucle LC que veiem habitualment.

Com a cor del circuit digital, com té un paper en els productes intel·ligents l’oscil·lador de Crystal? Home intel·ligent com ara climatització, cortines, seguretat, control i altres productes, tots necessiten un mòdul de transmissió sense fils, a través del protocol Bluetooth, WiFi o Zigbee, el mòdul d’un extrem a l’altre extrem o directament a través del control del telèfon mòbil i El mòdul sense fils és el component central, que afecta l'estabilitat de tot el sistema, de manera que trieu el sistema per utilitzar l'oscil·lador de cristall. Determina l’èxit o el fracàs dels circuits digitals.

A causa de la importància de l’oscil·lador de cristall en el circuit digital, hem d’anar amb compte quan s’utilitzem i dissenyem:

1. Hi ha cristalls de quars a l’oscil·lador de cristall, que és fàcil de provocar un trencament i danys de cristall de quars quan es veu afectat o caigut per l’exterior, i després l’oscil·lador de cristall no es pot vibrar. Per tant, la instal·lació fiable de l’oscil·lador de cristall s’ha de considerar en el disseny del circuit i la seva posició no ha d’estar a prop de la vora de la placa i la closca de l’equip en la mesura del possible.

2. Fixeu -vos en la temperatura de soldadura quan es soldria a mà o a la màquina. La vibració del cristall és sensible a la temperatura, la temperatura de soldadura no ha de ser massa alta i el temps de calefacció ha de ser el més curt possible.

La disposició de l'oscil·lador de cristall raonable pot suprimir la interferència de radiació del sistema.

1. Descripció del problema

El producte és una càmera de camp, que consta de cinc parts a l’interior: la placa de control del nucli, la placa del sensor, la càmera, la targeta de memòria SD i la bateria. La closca és una closca de plàstic i la petita placa té només dues interfícies: la interfície de potència externa DC5V i la interfície USB per a la transmissió de dades. Després de la prova de radiació, es troba que hi ha un problema de radiació de soroll harmònic de 33 MHz.

Les dades de prova originals són les següents:

2. Analitzeu el problema

Aquesta estructura de closca de closca de la closca de plàstic, material que no és blindatge, tot el cordó de prova i el cable USB fora de la closca, és que el punt de freqüència d’interferència s’irradia pel cable d’alimentació i el cable USB? Per tant, es fan els passos següents per provar:

(1) Afegiu l'anell magnètic només al cable d'alimentació, resultats de les proves: la millora no és evident;

(2) Afegiu només anell magnètic al cable USB, resultats de les proves: la millora encara no és evident;

(3) Afegiu un anell magnètic tant al cable USB com al cordó d'alimentació, els resultats de les proves: la millora és evident, la freqüència global d'interferència va disminuir.

Es pot veure a partir de les anteriors que els punts de freqüència d’interferència es treuen a partir de les dues interfícies, que no és el problema de la interfície de potència o de la interfície USB, sinó que els punts de freqüència d’interferència interna s’acoblen a les dues interfícies. El blindatge només una interfície no pot solucionar el problema.

Mitjançant la mesura del camp proper, es troba que un oscil·lador de cristall de 32.768kHz de la placa de control del nucli genera una forta radiació espacial, cosa que fa que els cables circumdants i GND acoblaven 32.768kHz harmònics, que després s’acobli i radia a través del cable USB de la interfície i Cordó d’alimentació. Els problemes de l’oscil·lador de cristall són causats pels dos problemes següents:

(1) La vibració de cristall és massa a prop de la vora de la placa, que és fàcil de conduir al soroll de la radiació de vibració de cristall.

(2) Hi ha una línia de senyal sota l'oscil·lador de cristall, que és fàcil de conduir al soroll harmònic de l'oscil·lador de cristall de la línia de senyal.

(3) L'element del filtre es col·loca sota l'oscil·lador de cristall i el condensador de filtre i la resistència a la concordança no es disposen segons la direcció del senyal, cosa que empitjora l'efecte de filtratge de l'element del filtre.

3, la solució

Segons l’anàlisi, s’obtenen les contrameres següents:

(1) La capacitança del filtre i la resistència a la concordança del cristall a prop del xip CPU es col·loquen preferentment de la vora del tauler;

(2) Recordeu no posar -vos a terra a la zona de col·locació de cristalls i a la zona de projecció de sota;

(3) La capacitança del filtre i la resistència a la concordança del cristall estan disposades segons la direcció del senyal, i es col·loquen perfectament i compactes a prop del cristall;

(4) El cristall es col·loca a prop del xip i la línia entre tots dos és el més curta i recta possible.

4. Conclusió

Actualment, molts sistemes La freqüència del rellotge de cristall és alta, la interferència energètica harmònica és forta; Els harmònics d’interferències no només es transmeten a partir de les línies d’entrada i sortida, sinó que també s’irradien de l’espai. Si la disposició no és raonable, és fàcil provocar un problema de radiació de soroll fort i és difícil resoldre -ho per altres mètodes. Per tant, és molt important per a la disposició de l’oscil·lador de cristall i la línia de senyal CLK en la disposició de la placa PCB.

Nota sobre el disseny de PCB de Crystal Oscil·lador

(1) El condensador d'acoblament ha d'estar el més a prop del passador d'alimentació de l'oscil·lador de cristall. La posició s’ha de situar en ordre: segons la direcció d’entrada de l’alimentació, el condensador amb la capacitat més petita s’ha de situar de manera més gran al més petit.

(2) La closca de l'oscil·lador de cristall s'ha de posar a terra, cosa que pot irradiar l'oscil·lador de cristall cap a fora, i també pot protegir la interferència de senyals externs a l'oscil·lador de cristall.

(3) No us connecteu sota l'oscil·lador de cristall per assegurar -vos que el sòl estigui completament cobert. Al mateix temps, no cablegeu -vos a 300 milions de l’oscil·lador de cristall, per tal d’evitar que l’oscil·lador de cristall interfereixi en el rendiment d’altres cablejats, dispositius i capes.

(4) La línia del senyal de rellotge ha de ser el més curta possible, la línia ha de ser més àmplia i l'equilibri s'ha de trobar a la longitud del cablejat i allunyar -se de la font de calor.

(5) L'oscil·lador de cristall no s'ha de col·locar a la vora del tauler de PCB, especialment en el disseny de la targeta de taula.