Usein verrataan kideoskillaattoria digitaalisen piirin sydämeen, koska kaikki digitaalipiirin työ on erottamaton kellosignaalista ja kideoskillaattori ohjaa suoraan koko järjestelmää. Jos kideoskillaattori ei toimi, koko järjestelmä halvaantuu, joten kideoskillaattori on digitaalisen piirin toiminnan edellytys.

Kristioskillaattori, kuten usein sanomme, on kvartsikideoskillaattori ja kvartsikideresonaattori. Ne molemmat on valmistettu kvartsikiteiden pietsosähköisestä vaikutuksesta. Sähkökentän kohdistaminen kvartsikiteen kahteen elektrodiin aiheuttaa kiteen mekaanista muodonmuutosta, kun taas mekaanisen paineen kohdistaminen molemmille puolille aiheuttaa sähkökentän syntymisen kiteen. Ja nämä molemmat ilmiöt ovat palautuvia. Tätä ominaisuutta käyttämällä kiteen molemmille puolille kohdistetaan vaihtojännitteitä ja kiekko värähtelee mekaanisesti sekä synnyttää vuorottelevia sähkökenttiä. Tällainen värähtely ja sähkökenttä ovat yleensä pieniä, mutta tietyllä taajuudella amplitudi kasvaa merkittävästi, mikä on pietsosähköistä resonanssia, joka on samanlainen kuin LC-silmukkaresonanssi, jota yleensä näemme.

Miten kristallioskillaattori toimii digitaalisen piirin sydämenä älykkäissä tuotteissa? Älykäs koti, kuten ilmastointi, verhot, turvallisuus, valvonta ja muut tuotteet, kaikki tarvitsevat langattoman tiedonsiirtomoduulin, ne Bluetoothin, WIFI:n tai ZIGBEE-protokollan kautta, moduulin päästä toiseen päähän tai suoraan matkapuhelimen ohjauksen kautta ja langaton moduuli on ydinkomponentti, joka vaikuttaa koko järjestelmän vakauteen, joten valitse järjestelmä, jossa käytetään kideoskillaattoria. Määrittää digitaalisten piirien onnistumisen tai epäonnistumisen.

Koska kideoskillaattori on tärkeä digitaalisessa piirissä, meidän on oltava varovaisia ​​käyttäessämme ja suunnitellessamme:

1. Kideoskillaattorissa on kvartsikiteitä, jotka voivat helposti aiheuttaa kvartsikiteiden rikkoutumisen ja vaurioitumisen, kun siihen osuu tai putoaa ulkopuoli, jolloin kideoskillaattoria ei voida täristä. Siksi kideoskillaattorin luotettava asennus tulee ottaa huomioon piiriä suunniteltaessa, eikä sen sijainti saa olla mahdollisimman lähellä levyn reunaa ja laitteen kuorta.

2. Kiinnitä huomiota hitsauslämpötilaan käsin tai koneella hitsattaessa. Kidevärinä on herkkä lämpötilalle, hitsauslämpötila ei saa olla liian korkea ja lämmitysajan tulee olla mahdollisimman lyhyt.

Kohtuullinen kideoskillaattoriasettelu voi vaimentaa järjestelmän säteilyhäiriöitä.

1. Ongelman kuvaus

Tuote on kenttäkamera, jonka sisällä on viisi osaa: ydinohjauskortti, anturikortti, kamera, SD-muistikortti ja akku. Kuori on muovikuori, ja pienessä kortissa on vain kaksi liitäntää: DC5V ulkoinen virtaliitäntä ja USB-liitäntä tiedonsiirtoon. Säteilytestin jälkeen havaitaan noin 33MHz harmonisen kohinan säteilyongelma.

Alkuperäiset testitiedot ovat seuraavat:

2. Analysoi ongelma

Tämä tuote kuoren rakenne muovikuori, ei-suojausmateriaali, koko testi vain virtajohto ja USB-kaapeli ulos kuoresta, onko se häiriötaajuuspiste säteilee virtajohto ja USB-kaapeli? Siksi testaamiseen suoritetaan seuraavat vaiheet:

(1) Lisää magneettirengas vain virtajohtoon, testitulokset: parannus ei ole ilmeinen;

(2) Lisää vain magneettirengas USB-kaapeliin, testitulokset: parannus ei ole vieläkään ilmeinen;

(3) Lisää magneettirengas sekä USB-kaapeliin että virtajohtoon, testitulokset: parannus on ilmeinen, häiriöiden yleinen taajuus väheni.

Yllä olevasta voidaan nähdä, että häiriötaajuuspisteet tuodaan esiin kahdesta rajapinnasta, mikä ei ole teholiitännän tai USB-liitännän ongelma, vaan molempiin rajapintoihin kytketyt sisäiset häiriötaajuuspisteet. Vain yhden liitännän suojaaminen ei ratkaise ongelmaa.

Lähikenttämittauksella havaitaan, että 32,768 KHz:n kideoskillaattori ydinohjauskortista tuottaa voimakasta spatiaalista säteilyä, mikä tekee ympäröivistä kaapeleista ja GND-kytketyistä 32,768 KHz harmonisista kohinaista, jotka sitten kytketään ja säteilevät liitäntä USB-kaapelin ja virtajohto. Kideoskillaattorin ongelmat johtuvat seuraavista kahdesta ongelmasta:

(1) Kiteen värähtely on liian lähellä levyn reunaa, mikä on helppo johtaa kiteen värähtelysäteilyn kohinaan.

(2) Kideoskillaattorin alla on signaalilinja, joka on helppo johtaa signaalilinjakytkennän kideoskillaattorin harmoniseen kohinaan.

(3) Suodatinelementti on sijoitettu kideoskillaattorin alle, ja suodatinkondensaattoria ja sovitusvastusta ei ole järjestetty signaalisuunnan mukaan, mikä pahentaa suodatinelementin suodatusvaikutusta.

3, ratkaisu

Analyysin mukaan saadaan seuraavat vastatoimet:

(1) CPU-sirun lähellä olevan kiteen suodattimen kapasitanssi ja vastaava resistanssi sijoitetaan ensisijaisesti poispäin levyn reunasta;

(2) Muista olla perustamatta kiteen sijoitusaluetta ja alla olevaa projektioaluetta;

(3) Kiteen suodatinkapasitanssi ja vastaava resistanssi on järjestetty signaalisuunnan mukaan ja sijoitettu siististi ja tiiviisti kiteen lähelle;

(4) Kide asetetaan lähelle sirua, ja niiden välinen viiva on mahdollisimman lyhyt ja suora.

4. Johtopäätös

Nykyään monien järjestelmien kideoskillaattorin kellotaajuus on korkea, häiriöharmoninen energia on vahva; Häiriöaallot eivät välity vain tulo- ja lähtölinjoista, vaan myös säteilevät avaruudesta. Jos layout ei ole kohtuullinen, on helppo aiheuttaa voimakas melusäteilyongelma ja se on vaikea ratkaista muilla menetelmillä. Siksi se on erittäin tärkeä kideoskillaattorin ja CLK-signaalilinjan asettelun kannalta PCB-levyasettelussa.

Huomautus kideoskillaattorin PCB-suunnittelusta

(1) Kytkentäkondensaattorin tulee olla mahdollisimman lähellä kideoskillaattorin virransyöttönastaa. Asento tulee asettaa järjestykseen: virtalähteen sisäänvirtaussuunnan mukaan pienimmän kapasiteetin kondensaattori tulee asettaa järjestykseen suurimmasta pienimpään.

(2) Kideoskillaattorin kuoren on oltava maadoitettu, mikä voi säteillä kideoskillaattoria ulospäin ja voi myös suojata ulkoisten signaalien häiriöiltä kideoskillaattorissa.

(3) Älä johda kideoskillaattorin alle varmistaaksesi, että lattia on kokonaan peitetty. Älä käytä johtoja 300 milin etäisyydellä kideoskillaattorista, jotta kideoskillaattori ei häiritse muiden johtojen, laitteiden ja kerrosten toimintaa.

(4) Kellosignaalin linjan tulee olla mahdollisimman lyhyt, linjan tulee olla leveämpi ja tasapainon tulee olla johdotuksen pituudessa ja kaukana lämmönlähteestä.

(5) Kristallioskillaattoria ei saa sijoittaa piirilevyn reunaan, etenkään korttikortin suunnittelussa.