Kami sering membandingkan osilator kristal dengan jantung sirkuit digital, karena semua pekerjaan sirkuit digital tidak dapat dipisahkan dari sinyal jam, dan osilator kristal secara langsung mengontrol seluruh sistem. Jika osilator kristal tidak beroperasi, seluruh sistem akan lumpuh, sehingga osilator kristal adalah prasyarat bagi sirkuit digital untuk mulai bekerja.

Osilator kristal, seperti yang sering kita katakan, adalah osilator kristal kuarsa dan resonator kristal kuarsa. Keduanya terbuat dari efek piezoelektrik kristal kuarsa. Menerapkan medan listrik ke dua elektroda kristal kuarsa menyebabkan deformasi mekanis kristal, sedangkan menerapkan tekanan mekanik ke kedua sisi menyebabkan medan listrik terjadi pada kristal. Dan kedua fenomena ini dapat dibalik. Dengan menggunakan properti ini, tegangan bergantian diterapkan pada kedua sisi kristal dan getaran wafer secara mekanis, serta menghasilkan medan listrik bergantian. Jenis getaran dan medan listrik ini umumnya kecil, tetapi pada frekuensi tertentu, amplitudo akan meningkat secara signifikan, yang merupakan resonansi piezoelektrik, mirip dengan resonansi loop LC yang biasa kita lihat.

Sebagai jantung dari sirkuit digital, bagaimana osilator kristal berperan dalam produk pintar? Rumah pintar seperti AC, gorden, keamanan, pemantauan dan produk lainnya, semuanya membutuhkan modul transmisi nirkabel, mereka melalui bluetooth, wifi atau protokol zigbee, modul dari satu ujung ke ujung lain, atau langsung melalui kontrol ponsel, dan modul nirkabel adalah komponen inti, yang mempengaruhi stabilitas seluruh sistem, jadi memilih sistem untuk menggunakan Cryst. Menentukan keberhasilan atau kegagalan sirkuit digital.

Karena pentingnya osilator kristal di sirkuit digital, kita perlu berhati -hati saat menggunakan dan merancang:

1. Ada kristal kuarsa dalam osilator kristal, yang mudah menyebabkan kerusakan kristal kuarsa dan kerusakan saat terpengaruh atau dijatuhkan di luar, dan kemudian osilator kristal tidak dapat bergetar. Oleh karena itu, pemasangan osilator kristal yang andal harus dipertimbangkan dalam desain sirkuit, dan posisinya tidak boleh dekat dengan tepi pelat dan cangkang peralatan sejauh mungkin.

2. Perhatikan suhu pengelasan saat pengelasan dengan tangan atau mesin. Getaran kristal sensitif terhadap suhu, suhu pengelasan tidak boleh terlalu tinggi, dan waktu pemanasan harus sesingkat mungkin.

Tata letak osilator kristal yang masuk akal dapat menekan gangguan radiasi sistem.

1. Deskripsi Masalah

Produk ini adalah kamera lapangan, yang terdiri dari lima bagian di dalam: papan kontrol inti, papan sensor, kamera, kartu memori SD dan baterai. Shell adalah shell plastik, dan papan kecil hanya memiliki dua antarmuka: antarmuka daya eksternal DC5V dan antarmuka USB untuk transmisi data. Setelah tes radiasi, ditemukan bahwa ada sekitar 33MHz masalah radiasi kebisingan harmonik.

Data uji asli adalah sebagai berikut:

2. Menganalisis masalahnya

Shell shell shell shell produk ini, bahan non-pelindung, seluruh kabel daya uji dan kabel USB keluar dari shell, apakah itu titik frekuensi interferensi dipancarkan oleh kabel daya dan kabel USB? Oleh karena itu, langkah -langkah berikut diambil untuk menguji:

(1) Tambahkan cincin magnetik hanya pada kabel daya, hasil tes: Peningkatannya tidak jelas;

(2) Hanya menambahkan cincin magnetik pada kabel USB, hasil pengujian: Peningkatannya masih belum jelas;

(3) Tambahkan cincin magnetik ke kabel USB dan kabel daya, hasil pengujian: Peningkatannya jelas, frekuensi keseluruhan gangguan menurun.

Dapat dilihat dari atas bahwa titik frekuensi interferensi dikeluarkan dari dua antarmuka, yang bukan masalah antarmuka daya atau antarmuka USB, tetapi titik frekuensi interferensi internal digabungkan ke dua antarmuka. Mengenai hanya satu antarmuka tidak dapat menyelesaikan masalah.

Melalui pengukuran di dekat lapangan, ditemukan bahwa osilator kristal 32.768kHz dari papan kontrol inti menghasilkan radiasi spasial yang kuat, yang membuat kabel di sekitarnya dan GND digabungkan 32.768KHz noise harmonik, yang kemudian digabungkan dan dipancarkan melalui antarmuka kabel dan kabel listrik USB. Masalah osilator kristal disebabkan oleh dua masalah berikut:

(1) Getaran kristal terlalu dekat dengan tepi pelat, yang mudah untuk menyebabkan kebisingan radiasi getaran kristal.

(2) Ada garis sinyal di bawah osilator kristal, yang mudah untuk menyebabkan kebisingan harmonik dari garis sinyal kopling osilator kristal.

(3) Elemen filter ditempatkan di bawah osilator kristal, dan kapasitor filter dan resistansi pencocokan tidak diatur sesuai dengan arah sinyal, yang membuat efek penyaringan elemen filter lebih buruk.

3, solusinya

Menurut analisis, penanggulangan berikut diperoleh:

(1) kapasitansi filter dan ketahanan pencocokan kristal yang dekat dengan chip CPU lebih disukai ditempatkan jauh dari tepi papan;

(2) Ingatlah untuk tidak meletakkan tanah di area penempatan kristal dan area proyeksi di bawah ini;

(3) kapasitansi filter dan resistansi pencocokan kristal disusun sesuai dengan arah sinyal, dan ditempatkan dengan rapi dan kompak di dekat kristal;

(4) Kristal ditempatkan di dekat chip, dan garis antara keduanya sesingkat dan lurus mungkin.

4. Kesimpulan

Saat ini banyak sistem frekuensi clock osilator kristal tinggi, energi harmonik interferensi kuat; Harmonik interferensi tidak hanya ditransmisikan dari garis input dan output, tetapi juga dipancarkan dari ruang. Jika tata letaknya tidak masuk akal, mudah untuk menyebabkan masalah radiasi kebisingan yang kuat, dan sulit untuk dipecahkan dengan metode lain. Oleh karena itu, sangat penting untuk tata letak osilator kristal dan saluran sinyal CLK dalam tata letak papan PCB.

Catatan tentang desain PCB osilator kristal

(1) Kapasitor kopling harus sedekat mungkin dengan pin catu daya osilator kristal. Posisi harus ditempatkan secara berurutan: sesuai dengan arah aliran catu daya, kapasitor dengan kapasitas terkecil harus ditempatkan dari yang terbesar ke yang terkecil.

(2) Cangkang osilator kristal harus dibumikan, yang dapat memancarkan osilator kristal ke luar, dan juga dapat melindungi gangguan sinyal eksternal pada osilator kristal.

(3) Jangan petak di bawah osilator kristal untuk memastikan bahwa lantai benar -benar tertutup. Pada saat yang sama, jangan kawat dalam jarak 300 juta dari osilator kristal, sehingga untuk mencegah osilator kristal mengganggu kinerja kabel, perangkat, dan lapisan lainnya.

(4) Garis sinyal jam harus sesingkat mungkin, garis harus lebih lebar, dan keseimbangan harus ditemukan pada panjang kabel dan menjauh dari sumber panas.

(5) Osilator kristal tidak boleh ditempatkan di tepi papan PCB, terutama dalam desain kartu papan.