Gyakran összehasonlítjuk a kristály oszcillátort a digitális áramkör szívéhez, mivel a digitális áramkör minden munkája elválaszthatatlan az órajeltől, és a kristály oszcillátor közvetlenül irányítja az egész rendszert. Ha a kristály oszcillátor nem működik, az egész rendszer megbénul, tehát a kristály oszcillátor a digitális áramkör működésének előfeltétele.

A kristály oszcillátor, amint gyakran mondjuk, kvarckristály oszcillátor és kvarckristály rezonátor. Mindketten a kvarckristályok piezoelektromos hatásáról készülnek. Ha egy kvarckristály két elektródjára elektromos mezőt alkalmazunk, a kristály mechanikus deformációját okozza, míg a mechanikai nyomás mindkét oldalára az elektromos mező előfordulása a kristályban. És mindkét jelenség visszafordítható. Ennek a tulajdonságnak a felhasználásával váltakozó feszültségeket alkalmazunk a kristály mindkét oldalára, és a ostya mechanikusan rezeg, valamint váltakozó elektromos mezők generálása. Ez a fajta rezgés és elektromos mező általában kicsi, de egy bizonyos frekvencián az amplitúdó jelentősen megnövekszik, azaz a piezoelektromos rezonancia, hasonlóan az LC hurok rezonanciájához, amelyet általában látunk.

A digitális áramkör szíveként hogyan játszik szerepet a kristály oszcillátor az intelligens termékekben? Az intelligens otthon, mint például a légkondicionáló, a függönyök, a biztonság, a megfigyelés és más termékek, mindegyiknek vezeték nélküli sebességváltó modulra van szüksége, a Bluetooth, WiFi vagy Zigbee protokollon keresztül, a modul egyik végétől a másik végéig, vagy közvetlenül a mobiltelefon -vezérlésen keresztül, és a vezeték nélküli modul az alapkomponens, amely befolyásolja az egész rendszer stabilitását, ezért válassza ki a rendszert a kristály -oszcillátor használatához. Meghatározza a digitális áramkörök sikerét vagy kudarcát.

A kristály oszcillátor fontosságának köszönhetően a digitális áramkörben óvatosnak kell lennünk a használat és a tervezés során:

1. A kristály oszcillátorban vannak kvarckristályok, amelyek könnyen okozhatják a kvarckristály törést és károsodást, amikor azt a külső hatással vagy leesik, majd a kristály oszcillátor nem rezeg. Ezért a kristály oszcillátor megbízható telepítését figyelembe kell venni az áramkör kialakításában, és pozíciója nem lehet a lemez széléhez és a berendezéshéjhoz, amennyire csak lehetséges.

2. Vigyázzon a hegesztési hőmérsékletre, amikor kézzel vagy gépen hegesztéssel rendelkezik. A kristály rezgése érzékeny a hőmérsékletre, a hegesztési hőmérsékletnek nem szabad túl magas, és a fűtési időnek a lehető leghosszabb ideig kell lennie.

Az ésszerű kristály oszcillátor elrendezése elnyomhatja a rendszer sugárzási interferenciáját.

1. Probléma leírása

A termék egy terepi kamera, amely öt részből áll: magvezérlő tábla, érzékelő tábla, kamera, SD memóriakártya és akkumulátor. A héj műanyag héj, és a kis tábla csak két interfészgel rendelkezik: DC5V külső teljesítmény interfész és USB interfész az adatátvitelhez. A sugárzási teszt után kiderült, hogy körülbelül 33MHz -es harmonikus zaj sugárzási probléma van.

Az eredeti tesztadatok a következők:

2. Elemezze a problémát

Ez a termékhéj szerkezete műanyag héj, nem árnyékoló anyag, a teljes teszt csak a tápkábel és az USB-kábel a héjból, az interferencia-frekvenciapontot a tápkábel és az USB kábel sugározza? Ezért a következő lépéseket teszik a teszteléshez:

(1) Adjon hozzá mágneses gyűrűt csak a tápkábelhez, teszt eredmények: A javulás nem egyértelmű;

(2) Csak adjon hozzá mágneses gyűrűt az USB -kábelhez, teszt eredmények: A javulás még mindig nem nyilvánvaló;

(3) Adjon hozzá mágneses gyűrűt mind az USB -kábelhez, mind a tápkábelhez, teszt eredmények: A javulás nyilvánvaló, az interferencia teljes gyakorisága csökkent.

A fentiekből látható, hogy az interferencia frekvenciapontokat a két interfészből hozták ki, amely nem a teljesítmény interfész vagy az USB interfész problémája, hanem a két interfészhez kapcsolódó belső interferencia -frekvenciapontok. Csak egy interfész árnyékolása nem tudja megoldani a problémát.

A közeli mérés során kiderül, hogy a magvezérlőtáblából származó 32,768 kHz-es kristály oszcillátor erős térbeli sugárzást generál, amely a környező kábeleket és a GND-t összekapcsolja a 32,768 kHz harmonikus zajt, amelyet azután összekapcsolnak és sugároznak az interfész USB-kábelén és a tápkábelen keresztül. A kristály oszcillátor problémáit a következő két probléma okozza:

(1) A kristály rezgése túl közel van a lemez széléhez, amelyet könnyű vezetni a kristály rezgés sugárzási zajához.

(2) Van egy jelvonal a kristály oszcillátor alatt, amely könnyen vezethet a jelvonal kapcsolódó kristály oszcillátor harmonikus zajához.

(3) A szűrőelemet a kristály oszcillátor alá helyezik, és a szűrőkondenzátor és az illesztési ellenállás nem a jel irány szerint van elrendezve, ami a szűrőelem szűrési hatását még rosszabbá teszi.

3, a megoldás

Az elemzés szerint a következő ellenintézkedéseket kapjuk:

(1) A CPU -chiphez közeli kristály szűrő kapacitását és illesztési ellenállása előnyösen a tábla szélétől távol helyezkedik el;

(2) Ne felejtse el, hogy ne feküdjön a kristály elhelyezési területén és az alábbi vetítési területen;

(3) A szűrő kapacitása és a kristály illesztő ellenállása a jel irányának megfelelően van elrendezve, és szépen és kompaktot helyezünk a kristály közelében;

(4) A kristályt a chip közelében helyezzük el, és a kettő közötti vonal a lehető legrövidebb és egyenes.

4. Következtetés

Manapság sok rendszer kristály oszcillátor óra frekvenciája magas, az interferencia harmonikus energiája erős; Az interferencia harmonikusok nemcsak a bemeneti és kimeneti vonalakból kerülnek át, hanem a térből is sugároznak. Ha az elrendezés nem ésszerű, akkor könnyű erős zaj sugárzási problémát okozni, és más módszerekkel nehéz megoldani. Ezért nagyon fontos a kristály oszcillátor és a CLK jelvonal elrendezése szempontjából a PCB tábla elrendezésében.

Megjegyzés a kristály oszcillátor PCB -tervezéséről

(1) A tengelykapcsoló kondenzátorának a lehető legközelebb kell lennie a kristály oszcillátor tápellátó csapjához. A pozíciót úgy kell elhelyezni, hogy a tápellátás beáramlási iránya szerint a legkisebb kapacitású kondenzátort a legnagyobb és a legkisebb között kell helyezni.

(2) A kristály oszcillátor héját meg kell őrizni, amely kifelé sugározhatja a kristály oszcillátort, és megóvhatja a kristály oszcillátor külső jeleinek interferenciáját is.

(3) Ne vezetjen be a kristály oszcillátor alá annak biztosítása érdekében, hogy a padló teljesen lefedje. Ugyanakkor ne vezetjen be a kristály oszcillátortól 300 méterre, hogy megakadályozza a kristály oszcillátor beavatkozását más vezetékek, eszközök és rétegek teljesítményéhez.

(4) Az órajel vonalának a lehető legrövidebbnek kell lennie, a vonalnak szélesebbnek kell lennie, és az egyenleget a vezeték hosszában és a hőforrástól távol kell találni.

(5) A kristály oszcillátort nem szabad a PCB tábla szélére helyezni, különösen a tábla kártya kialakításában.