Συχνά συγκρίνουμε τον κρυσταλλικό ταλαντωτή με την καρδιά του ψηφιακού κυκλώματος, επειδή όλη η εργασία του ψηφιακού κυκλώματος είναι αδιαχώριστη από το σήμα του ρολογιού και ο κρυσταλλικός ταλαντωτής ελέγχει άμεσα ολόκληρο το σύστημα. Εάν ο κρυσταλλικός ταλαντωτής δεν λειτουργεί, ολόκληρο το σύστημα θα παραλύσει, επομένως ο κρυσταλλικός ταλαντωτής είναι η προϋπόθεση για να ξεκινήσει να λειτουργεί το ψηφιακό κύκλωμα.

Ο κρυσταλλικός ταλαντωτής, όπως λέμε συχνά, είναι ένας ταλαντωτής κρυστάλλων χαλαζία και ένας συντονιστής κρυστάλλων χαλαζία. Και τα δύο είναι κατασκευασμένα από την πιεζοηλεκτρική επίδραση των κρυστάλλων χαλαζία. Η εφαρμογή ηλεκτρικού πεδίου στα δύο ηλεκτρόδια ενός κρυστάλλου χαλαζία προκαλεί μηχανική παραμόρφωση του κρυστάλλου, ενώ η εφαρμογή μηχανικής πίεσης και στις δύο πλευρές προκαλεί την εμφάνιση ηλεκτρικού πεδίου στον κρύσταλλο. Και τα δύο αυτά φαινόμενα είναι αναστρέψιμα. Χρησιμοποιώντας αυτήν την ιδιότητα, εφαρμόζονται εναλλασσόμενες τάσεις και στις δύο πλευρές του κρυστάλλου και η γκοφρέτα δονείται μηχανικά, καθώς και δημιουργώντας εναλλασσόμενα ηλεκτρικά πεδία. Αυτό το είδος δόνησης και ηλεκτρικού πεδίου είναι γενικά μικρά, αλλά σε μια ορισμένη συχνότητα, το πλάτος θα αυξηθεί σημαντικά, το οποίο είναι πιεζοηλεκτρικός συντονισμός, παρόμοιος με τον συντονισμό βρόχου LC που βλέπουμε συνήθως.

Ως η καρδιά του ψηφιακού κυκλώματος, πώς παίζει ρόλο ο κρυσταλλικός ταλαντωτής στα έξυπνα προϊόντα; Το έξυπνο σπίτι, όπως κλιματισμός, κουρτίνες, ασφάλεια, παρακολούθηση και άλλα προϊόντα, όλα χρειάζονται μονάδα ασύρματης μετάδοσης, μέσω Bluetooth, WIFI ή πρωτοκόλλου ZIGBEE, τη μονάδα από τη μια άκρη στην άλλη άκρη ή απευθείας μέσω του ελέγχου κινητού τηλεφώνου και η ασύρματη μονάδα είναι το βασικό συστατικό, που επηρεάζει τη σταθερότητα ολόκληρου του συστήματος, επομένως επιλέξτε το σύστημα που θα χρησιμοποιήσετε τον κρυσταλλικό ταλαντωτή. Καθορίζει την επιτυχία ή την αποτυχία των ψηφιακών κυκλωμάτων.

Λόγω της σημασίας του κρυσταλλικού ταλαντωτή στο ψηφιακό κύκλωμα, πρέπει να είμαστε προσεκτικοί κατά τη χρήση και το σχεδιασμό:

1. Υπάρχουν κρύσταλλοι χαλαζία στον ταλαντωτή κρυστάλλου, ο οποίος είναι εύκολο να προκαλέσει θραύση και ζημιά στους κρυστάλλους χαλαζία όταν χτυπηθεί ή πέσει από το εξωτερικό, και στη συνέχεια ο κρυσταλλικός ταλαντωτής δεν μπορεί να δονηθεί. Επομένως, η αξιόπιστη εγκατάσταση του κρυσταλλικού ταλαντωτή θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη στο σχεδιασμό του κυκλώματος και η θέση του δεν πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά στην άκρη της πλάκας και στο κέλυφος του εξοπλισμού.

2. Δώστε προσοχή στη θερμοκρασία συγκόλλησης κατά τη συγκόλληση με το χέρι ή τη μηχανή. Η κρυσταλλική δόνηση είναι ευαίσθητη στη θερμοκρασία, η θερμοκρασία συγκόλλησης δεν πρέπει να είναι πολύ υψηλή και ο χρόνος θέρμανσης πρέπει να είναι όσο το δυνατόν μικρότερος.

Η λογική διάταξη του ταλαντωτή κρυστάλλου μπορεί να καταστείλει την παρεμβολή ακτινοβολίας του συστήματος.

1. Περιγραφή προβλήματος

Το προϊόν είναι μια κάμερα πεδίου, η οποία αποτελείται από πέντε μέρη στο εσωτερικό: πλακέτα ελέγχου πυρήνα, πλακέτα αισθητήρα, κάμερα, κάρτα μνήμης SD και μπαταρία. Το κέλυφος είναι πλαστικό κέλυφος και η μικρή πλακέτα έχει μόνο δύο διεπαφές: εξωτερική διασύνδεση τροφοδοσίας DC5V και διεπαφή USB για μετάδοση δεδομένων. Μετά τη δοκιμή ακτινοβολίας, διαπιστώθηκε ότι υπάρχει πρόβλημα ακτινοβολίας αρμονικού θορύβου περίπου 33 MHz.

Τα αρχικά δεδομένα δοκιμών είναι τα εξής:

2. Αναλύστε το πρόβλημα

Αυτό το πλαστικό κέλυφος δομής κελύφους προϊόντος, μη προστατευτικό υλικό, ολόκληρο το τεστ μόνο το καλώδιο τροφοδοσίας και το καλώδιο USB έξω από το κέλυφος, είναι το σημείο συχνότητας παρεμβολής ακτινοβολείται από το καλώδιο τροφοδοσίας και το καλώδιο USB; Επομένως, ακολουθούνται τα ακόλουθα βήματα για τη δοκιμή:

(1) Προσθέστε μαγνητικό δακτύλιο μόνο στο καλώδιο τροφοδοσίας, αποτελέσματα δοκιμών: η βελτίωση δεν είναι εμφανής.

(2) Προσθέστε μόνο μαγνητικό δακτύλιο στο καλώδιο USB, αποτελέσματα δοκιμών: η βελτίωση δεν είναι ακόμα εμφανής.

(3) Προσθέστε μαγνητικό δακτύλιο τόσο στο καλώδιο USB όσο και στο καλώδιο τροφοδοσίας, αποτελέσματα δοκιμών: η βελτίωση είναι προφανής, η συνολική συχνότητα παρεμβολών μειώθηκε.

Μπορεί να φανεί από τα παραπάνω ότι τα σημεία συχνότητας παρεμβολής προέρχονται από τις δύο διεπαφές, κάτι που δεν είναι το πρόβλημα της διασύνδεσης ισχύος ή της διεπαφής USB, αλλά των εσωτερικών σημείων συχνότητας παρεμβολών που συνδέονται με τις δύο διεπαφές. Η θωράκιση μόνο μιας διεπαφής δεν μπορεί να λύσει το πρόβλημα.

Μέσω μέτρησης κοντινού πεδίου, διαπιστώθηκε ότι ένας κρυσταλλικός ταλαντωτής 32,768 KHz από την πλακέτα ελέγχου πυρήνα παράγει ισχυρή χωρική ακτινοβολία, η οποία κάνει τα γύρω καλώδια και το GND συζευγμένο αρμονικό θόρυβο 32,768 KHz, ο οποίος στη συνέχεια συνδέεται και ακτινοβολείται μέσω του καλωδίου USB και καλώδιο ρεύματος. Τα προβλήματα του κρυσταλλικού ταλαντωτή προκαλούνται από τα ακόλουθα δύο προβλήματα:

(1) Η κρυσταλλική δόνηση είναι πολύ κοντά στην άκρη της πλάκας, η οποία είναι εύκολο να οδηγήσει στον θόρυβο της ακτινοβολίας κρυσταλλικής δόνησης.

(2) Υπάρχει μια γραμμή σήματος κάτω από τον κρυσταλλικό ταλαντωτή, η οποία είναι εύκολο να οδηγήσει στον αρμονικό θόρυβο του κρυσταλλικού ταλαντωτή σύζευξης γραμμής σήματος.

(3) Το στοιχείο φίλτρου τοποθετείται κάτω από τον κρυσταλλικό ταλαντωτή και ο πυκνωτής του φίλτρου και η αντίσταση που ταιριάζει δεν είναι διατεταγμένα σύμφωνα με την κατεύθυνση του σήματος, γεγονός που κάνει το αποτέλεσμα φιλτραρίσματος του στοιχείου φίλτρου χειρότερο.

3, η λύση

Σύμφωνα με την ανάλυση, λαμβάνονται τα ακόλουθα αντίμετρα:

(1) Η χωρητικότητα του φίλτρου και η αντίστοιχη αντίσταση του κρυστάλλου κοντά στο τσιπ της CPU τοποθετούνται κατά προτίμηση μακριά από την άκρη της πλακέτας.

(2) Θυμηθείτε να μην απλώνετε έδαφος στην περιοχή τοποθέτησης κρυστάλλων και στην περιοχή προβολής κάτω.

(3) Η χωρητικότητα του φίλτρου και η αντίσταση ταιριάσματος του κρυστάλλου διατάσσονται σύμφωνα με την κατεύθυνση του σήματος και τοποθετούνται τακτοποιημένα και συμπαγή κοντά στον κρύσταλλο.

(4) Ο κρύσταλλος τοποθετείται κοντά στο τσιπ και η γραμμή μεταξύ των δύο είναι όσο το δυνατόν πιο σύντομη και ευθεία.

4. Συμπέρασμα

Σήμερα, πολλά συστήματα η συχνότητα ρολογιού του ταλαντωτή κρυστάλλου είναι υψηλή, η αρμονική ενέργεια παρεμβολής είναι ισχυρή. Οι αρμονικές παρεμβολών δεν μεταδίδονται μόνο από τις γραμμές εισόδου και εξόδου, αλλά ακτινοβολούνται και από το διάστημα. Εάν η διάταξη δεν είναι λογική, είναι εύκολο να προκληθεί πρόβλημα ακτινοβολίας ισχυρού θορύβου και είναι δύσκολο να λυθεί με άλλες μεθόδους. Επομένως, είναι πολύ σημαντικό για τη διάταξη του ταλαντωτή κρυστάλλου και της γραμμής σήματος CLK στη διάταξη πλακέτας PCB.

Σημείωση σχετικά με το σχέδιο PCB του κρυσταλλικού ταλαντωτή

(1) Ο πυκνωτής ζεύξης πρέπει να βρίσκεται όσο το δυνατόν πιο κοντά στον πείρο τροφοδοσίας του κρυσταλλικού ταλαντωτή. Η θέση πρέπει να τοποθετηθεί με τη σειρά: σύμφωνα με την κατεύθυνση εισροής τροφοδοσίας, ο πυκνωτής με τη μικρότερη χωρητικότητα θα πρέπει να τοποθετηθεί κατά σειρά από το μεγαλύτερο προς το μικρότερο.

(2) Το κέλυφος του κρυσταλλικού ταλαντωτή πρέπει να είναι γειωμένο, το οποίο μπορεί να ακτινοβολεί τον κρυσταλλικό ταλαντωτή προς τα έξω και μπορεί επίσης να προστατεύει την παρεμβολή εξωτερικών σημάτων στον κρυσταλλικό ταλαντωτή.

(3) Μην σύρετε κάτω από τον κρυσταλλικό ταλαντωτή για να βεβαιωθείτε ότι το δάπεδο είναι πλήρως καλυμμένο. Ταυτόχρονα, μην καλωδιώσετε σε απόσταση 300 mil από τον κρυσταλλικό ταλαντωτή, ώστε να αποτρέψετε την παρεμβολή του ταλαντωτή κρυστάλλου στην απόδοση άλλων καλωδίων, συσκευών και στρωμάτων.

(4) Η γραμμή του σήματος του ρολογιού πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο σύντομη, η γραμμή πρέπει να είναι ευρύτερη και η ισορροπία πρέπει να βρίσκεται στο μήκος της καλωδίωσης και μακριά από την πηγή θερμότητας.

(5) Ο κρυσταλλικός ταλαντωτής δεν πρέπει να τοποθετείται στην άκρη της πλακέτας PCB, ειδικά στο σχεδιασμό της κάρτας πλακέτας.