Vi sammenligner ofte krystaloscillatoren med hjertet af det digitale kredsløb, fordi alt arbejdet i det digitale kredsløb er uadskilleligt fra urets signal, og krystaloscillatoren styrer direkte hele systemet. Hvis krystaloscillatoren ikke fungerer, vil hele systemet blive lammet, så krystaloscillatoren er forudsætningen for det digitale kredsløb at begynde at arbejde.

Krystaloscillatoren er, som vi ofte siger, en kvarts krystaloscillator og en kvarts krystalresonator. De er begge lavet af den piezoelektriske virkning af kvartskrystaller. Påføring af et elektrisk felt på de to elektroder af en kvarts krystal forårsager mekanisk deformation af krystallen, medens anvendelse af mekanisk tryk på begge sider får et elektrisk felt til at forekomme i krystallen. Og begge disse fænomener er reversible. Ved hjælp af denne egenskab anvendes skiftende spændinger på begge sider af krystallen og skiven vibrerer mekanisk såvel som at generere skiftende elektriske felter. Denne form for vibration og elektrisk felt er generelt lille, men ved en bestemt frekvens øges amplituden markant, hvilket er piezoelektrisk resonans, svarende til LC -loopresonansen, vi ofte ser.

Hvordan spiller Crystal Oscillator som hjertet i det digitale kredsløb en rolle i smarte produkter? Smart hjem såsom aircondition, gardiner, sikkerhed, overvågning og andre produkter, alle har brug for trådløst transmissionsmodul, de gennem Bluetooth, WiFi eller Zigbee -protokollen, modulet fra den ene ende til den anden ende eller direkte gennem mobiltelefonkontrol, og det trådløse modul er kernekomponenten, der påvirker stabiliteten i hele systemet, så vælg systemet til at bruge den krystal oscillator. Bestemmer succes eller fiasko af digitale kredsløb.

På grund af vigtigheden af ​​Crystal Oscillator i digitalt kredsløb, er vi nødt til at være forsigtige, når vi bruger og designer:

1. Der er kvartskrystaller i krystaloscillatoren, som er let at forårsage kvarts krystalbrud og skade, når det påvirkes eller droppes af ydersiden, og derefter kan krystaloscillatoren ikke vibreres. Derfor skal den pålidelige installation af krystaloscillatoren overvejes i design af kredsløbet, og dens position bør ikke være tæt på pladekanten og udstyrskallen så vidt muligt.

2. Vær opmærksom på svejsetemperaturen, når svejsning med hånden eller maskinen. Krystalvibration er følsom over for temperatur, svejsningstemperatur bør ikke være for høj, og opvarmningstiden skal være så kort som muligt.

Rimelig krystaloscillatorlayout kan undertrykke systemstrålingsinterferensen.

1. Problembeskrivelse

Produktet er et feltkamera, der består af fem dele inde: Core Control Board, Sensor Board, Camera, SD -hukommelseskort og batteri. Skallen er plastikskal, og det lille bord har kun to grænseflader: DC5V ekstern strømgrænseflade og USB -interface til dataoverførsel. Efter strålingstesten viser det sig, at der er ca. 33 MHz harmonisk støjstrålingsproblem.

De originale testdata er som følger:

2. Analyser problemet

Dette produktskallstruktur plastikskal, ikke-afskærende materiale, hele test kun netledningen og USB-kabel ud af skallen, er det interferensfrekvenspunktet udstråles af netledningen og USB-kablet? Derfor tages følgende trin til test:

(1) Tilføj kun magnetisk ring på netledningen, testresultater: forbedringen er ikke indlysende;

(2) Tilføj kun magnetisk ring på USB -kabel, testresultater: Forbedringen er stadig ikke indlysende;

(3) Tilføj magnetisk ring til både USB -kabel og strømkabel, testresultater: Forbedringen er åbenlyst, den samlede hyppighed af interferens faldt.

Det kan ses fra ovenstående, at interferensfrekvenspunkterne bringes ud fra de to grænseflader, som ikke er problemet med strømgrænsefladen eller USB -interface, men de interne interferensfrekvenspunkter, der er koblet til de to grænseflader. Afskærmning kun en grænseflade kan ikke løse problemet.

Gennem måling af nær felt viser det sig, at en 32,768 kHz krystaloscillator fra kernekontrolpladen genererer stærk rumlig stråling, hvilket gør de omgivende kabler og GND koblet 32,768 kHz harmonisk støj, som derefter kobles og stråles gennem grænsefladen USB-kabel og strømstyring. Crystal Oscillators problemer er forårsaget af følgende to problemer:

(1) Krystalvibrationen er for tæt på kanten af ​​pladen, hvilket er let at føre til krystalvibrationsstrålingsstøj.

(2) Der er en signallinie under krystaloscillatoren, som er let at føre til den harmoniske støj fra signallinjen kobling af krystaloscillator.

(3) Filterelementet er placeret under krystaloscillatoren, og filterkondensatoren og matchende modstand er ikke arrangeret i henhold til signalretningen, hvilket gør filtreringseffekten af ​​filterelementet værre.

3, løsningen

I henhold til analysen opnås følgende modforanstaltninger:

(1) Filterkapacitansen og den matchende modstand af krystalen tæt på CPU -chippen er fortrinsvis placeret væk fra kanten af ​​brættet;

(2) husk ikke at lægge jord i krystalplaceringsområdet og projektionsområdet nedenfor;

(3) filterkapacitansen og den matchende modstand af krystallen er arrangeret i henhold til signalretningen og placeret pænt og kompakt nær krystallen;

(4) Krystallen placeres i nærheden af ​​chippen, og linjen mellem de to er så kort og lige som muligt.

4. konklusion

I dag er mange systemer krystaloscillatorurfrekvens høj, interferensharmonisk energi er stærk; Interferensharmonik overføres ikke kun fra input- og outputlinjerne, men udstråles også fra rummet. Hvis layoutet ikke er rimeligt, er det let at forårsage et stærkt støjstrålingsproblem, og det er vanskeligt at løse ved andre metoder. Derfor er det meget vigtigt for layoutet af Crystal Oscillator og CLK Signal Line i PCB -kortlayout.

Bemærk om PCB -design af krystaloscillator

(1) Koblingskondensatoren skal være så tæt på strømforsyningsstiften på krystaloscillatoren som muligt. Stillingen skal placeres i orden: I henhold til strømforsyningsindstrømningsretningen skal kondensatoren med den mindste kapacitet placeres i orden fra den største til den mindste.

(2) Skallen til krystaloscillatoren skal være jordet, hvilket kan udstråle krystaloscillatoren udad og kan også beskytte interferensen af ​​eksterne signaler på krystaloscillatoren.

(3) Tråd ikke under krystaloscillatoren for at sikre, at gulvet er fuldstændigt dækket. På samme tid skal du ikke ledes inden for 300 mile fra krystaloscillatoren for at forhindre, at krystaloscillatoren forstyrrer ydelsen af ​​andre ledninger, enheder og lag.

(4) Urets signalens linje skal være så kort som muligt, linjen skal være bredere, og balancen skal findes i længden af ​​ledningen og væk fra varmekilden.

(5) Krystaloscillatoren skal ikke placeres på kanten af ​​PCB -kortet, især i design af kortkortets design.