Wir vergleichen den Kristalloszillator häufig mit dem Herzen des digitalen Schaltkreises, da die gesamte Arbeit des digitalen Schaltkreises nicht mit dem Taktsignal verbunden ist und der Kristalloszillator das gesamte System direkt steuert. Wenn der Kristalloszillator nicht funktioniert, wird das gesamte System gelähmt, so

Der Kristalloszillator ist, wie wir oft sagen, ein Quarzkristalloszillator und ein Quarzkristallresonator. Sie bestehen beide aus dem piezoelektrischen Effekt von Quarzkristallen. Das Auftragen eines elektrischen Feldes auf die beiden Elektroden eines Quarzkristalls führt zu einer mechanischen Verformung des Kristalls, während ein mechanischer Druck auf beide Seiten ein elektrisches Feld im Kristall auftritt. Und beide Phänomene sind reversibel. Unter Verwendung dieser Eigenschaft werden wechselnde Spannungen auf beide Seiten des Kristalls angewendet und der Wafer vibriert mechanisch und erzeugt abwechselnde elektrische Felder. Diese Art von Schwingung und elektrischem Feld ist im Allgemeinen gering, aber bei einer bestimmten Frequenz wird die Amplitude erheblich erhöht, was die piezoelektrische Resonanz ist, ähnlich der LC -Loop -Resonanz, die wir häufig sehen.

Wie spielt der Kristalloszillator als Herz der digitalen Schaltung eine Rolle bei intelligenten Produkten? Smart Home wie Klimaanlage, Vorhänge, Sicherheit, Überwachung und andere Produkte benötigen drahtloses Übertragungsmodul, sie über Bluetooth, WLAN- oder Zigbee -Protokoll, das Modul von einem Ende zum anderen Ende oder direkt über das Mobiltelefonregelung, und das drahtlose Modul beeinträchtigt die Kernkomponente, die die Stabilität des gesamten Systems beeinflusst. Bestimmt den Erfolg oder Misserfolg von digitalen Schaltkreisen.

Aufgrund der Bedeutung des Kristalloszillators im digitalen Schaltkreis müssen wir bei der Verwendung und Gestaltung vorsichtig sein:

1. Im Kristalloszillator gibt es Quarzkristalle, die leicht zu Quarzkristallbruch und Beschädigungen führen können, wenn er von außen betroffen oder fallen gelassen wird, und dann kann der Kristalloszillator nicht vibriert werden. Daher sollte die zuverlässige Installation des Kristalloszillators im Ausbau der Schaltung berücksichtigt werden, und seine Position sollte nicht so weit wie möglich an der Plattenkante und der Geräteschale liegen.

2. Achten Sie beim Schweißen von Hand oder Maschine auf die Schweißtemperatur. Kristallvibrationen sind temperaturempfindlich, die Schweißtemperatur sollte nicht zu hoch sein, und die Heizzeit sollte so kurz wie möglich sein.

Eine vernünftige Kristalloszillator -Layout kann die Systemstrahlungsstörung unterdrücken.

1. Problembeschreibung

Das Produkt ist eine Feldkamera, die aus fünf Teilen im Inneren besteht: Core Control Board, Sensorplatine, Kamera, SD -Speicherkarte und Akku. Die Schale ist Kunststoffschale, und die kleine Platine verfügt nur über zwei Schnittstellen: DC5V External Power Interface und USB -Schnittstelle für die Datenübertragung. Nach dem Strahlungstest wird festgestellt, dass es etwa 33 MHz harmonisches Rauschstrahlungsproblem gibt.

Die ursprünglichen Testdaten sind wie folgt:

2. Analysieren Sie das Problem

Diese Produkthülle-Struktur Kunststoffschale, nicht schiefes Material, der gesamte Test nur Netzkabel und USB-Kabel aus der Hülle. Ist es der Interferenzfrequenzpunkt durch das Netzkabel und das USB-Kabel ausgestrahlt? Daher werden die folgenden Schritte unternommen, um zu testen:

(1) Fügen Sie dem Netzkabel nur Magnetring hinzu, Testergebnisse: Die Verbesserung ist nicht offensichtlich;

(2) Fügen Sie nur Magnetring zum USB -Kabel hinzu, Testergebnisse: Die Verbesserung ist immer noch nicht offensichtlich;

(3) Fügen Sie den Magnetring sowohl zum USB -Kabel als auch zum Netzkabel hinzu, Testergebnisse: Die Verbesserung ist offensichtlich, die Gesamtfrequenz der Interferenz nahm ab.

Aus dem oben genannten Punkt ist ersichtlich, dass die Interferenzfrequenzpunkte von den beiden Schnittstellen herausgebracht werden, was nicht das Problem der Leistungsschnittstelle oder der USB -Schnittstelle ist, sondern die internen Interferenzfrequenzpunkte, die an die beiden Schnittstellen gekoppelt sind. Abschirmung nur eine Schnittstelle kann das Problem nicht lösen.

Durch die Nahfeldmessung wurde festgestellt, dass ein 32,768-kHz-Kristalloszillator aus der Kernkontrollplatte eine starke räumliche Strahlung erzeugt, wodurch die umgebenden Kabel und GND-gekoppeltes 32.768 kHz-harmonisches Rauschen, das dann gekoppelt und durch das Grenzflächen-USB-Kabel und das Kabel und das Stromkabel ausgestrahlt wird. Die Probleme des Kristalloszillators werden durch die folgenden zwei Probleme verursacht:

(1) Die Kristallvibration ist zu nahe am Rand der Platte, was leicht zum Kristallvibrationsstrahlungsrauschen zu führen ist.

(2) Unter dem Kristalloszillator befindet sich eine Signallinie, die leicht zu dem harmonischen Rauschen der Signalliniekupplungskristalloszillator zu führen ist.

(3) Das Filterelement wird unter dem Kristalloszillator platziert, und der Filterkondensator und der Übereinstimmungswiderstand werden nicht gemäß der Signalrichtung angeordnet, wodurch der Filtereffekt des Filterelements verschlimmert wird.

3, die Lösung

Nach der Analyse werden folgende Gegenmaßnahmen erhalten:

(1) Die Filterkapazität und die Übereinstimmung des Kristalls in der Nähe des CPU -Chips werden bevorzugt vom Rand der Platine entfernt.

(2) Denken Sie daran, nicht im Kristallplatzierungsbereich und in den darunter liegenden Projektionsbereich gemahlen zu werden.

(3) Die Filterkapazität und die Übereinstimmung des Kristalls sind gemäß der Signalrichtung angeordnet und ordentlich und kompakt in der Nähe des Kristalls platziert;

(4) Der Kristall wird in der Nähe des Chips platziert, und die Linie zwischen beiden ist so kurz und gerade wie möglich.

4. Schlussfolgerung

Heutzutage ist viele Systeme Kristalloszillatortaktfrequenz hoch, störende harmonische Energie ist stark; Interferenzharmonische werden nicht nur aus Eingangs- und Ausgangsleitungen übertragen, sondern auch aus dem Raum ausgestrahlt. Wenn das Layout nicht vernünftig ist, ist es leicht, ein starkes Problem mit Rauschstrahlung zu verursachen, und es ist schwierig, mit anderen Methoden zu lösen. Daher ist es sehr wichtig für das Layout des Kristalloszillators und der CLK -Signallinie im Layout von PCB -Platinen.

Hinweis zum PCB -Design des Kristalloszillators

(1) Der Kopplungskondensator sollte so nah wie möglich am Stromversorgungsstift des Kristalloszillators liegen. Die Position sollte in Ordnung gebracht werden: Gemäß der Stromversorgungs -Zuflussrichtung sollte der Kondensator mit der kleinsten Kapazität von der größten bis zum kleinsten platziert werden.

(2) Die Schale des Kristalloszillators muss geerdet sein, der den Kristalloszillator nach außen ausstrahlen und auch die Interferenz von externen Signalen am Kristalloszillator abschirmen kann.

(3) Verdrahten Sie nicht unter den Kristalloszillator, um sicherzustellen, dass der Boden vollständig bedeckt ist. Gleichzeitig verdrahten Sie nicht innerhalb von 300 Mio. vom Kristalloszillator, um zu verhindern, dass der Kristalloszillator die Leistung anderer Verkabelung, Geräte und Schichten stört.

(4) Die Linie des Taktsignals sollte so kurz wie möglich sein, die Linie breiter sein und der Gleichgewicht in der Länge der Verkabelung und von der Wärmequelle entfernt sein sollte.

(5) Der Kristalloszillator sollte nicht am Rand der PCB -Platine platziert werden, insbesondere im Design der Board -Karte.