Við berum oft kristalsveifluna saman við hjarta stafrænu hringrásarinnar, vegna þess að öll vinna stafrænu hringrásarinnar er óaðskiljanleg frá klukkumerkinu og kristalsveiflan stjórnar öllu kerfinu beint. Ef kristalsveiflan virkar ekki mun allt kerfið lamast, þannig að kristalsveiflan er forsenda þess að stafræna hringrásin fari að virka.

Kristallsveiflan, eins og við segjum oft, er kvars kristalsveifla og kvarskristalresonator. Þeir eru báðir gerðir úr piezoelectric áhrifum kvarskristalla. Að beita rafsviði á tvær rafskaut kvarskristallsins veldur vélrænni aflögun kristalsins, en að beita vélrænum þrýstingi á báðar hliðar veldur því að rafsvið verður í kristalnum. Og bæði þessi fyrirbæri eru afturkræf. Með því að nota þennan eiginleika er riðspennum beitt á báðar hliðar kristalsins og skífan titrar vélrænt, auk þess að mynda rafsvið til skiptis. Þessi tegund af titringi og rafsviði er almennt lítið, en við ákveðna tíðni mun amplitude aukast verulega, sem er piezoelectric ómun, svipað og LC lykkja ómun sem við sjáum venjulega.

Sem hjarta stafrænu hringrásarinnar, hvernig gegnir kristalsveiflan hlutverki í snjallvörum? Snjallt heimili eins og loftkæling, gluggatjöld, öryggi, eftirlit og aðrar vörur, allar þurfa þráðlausa sendingareiningu, þau í gegnum Bluetooth, WIFI eða ZIGBEE samskiptareglur, eininguna frá einum enda til annars enda, eða beint í gegnum farsímastýringu, og þráðlausa einingin er kjarnahlutinn, sem hefur áhrif á stöðugleika alls kerfisins, svo veldu kerfið til að nota kristalsveifluna. Ákvarðar árangur eða bilun stafrænna hringrása.

Vegna mikilvægis kristalsveiflu í stafrænum hringrás þurfum við að vera varkár við notkun og hönnun:

1. Það eru kvarskristallar í kristalsveiflunum, sem auðvelt er að valda kvarskristallabrotum og skemmdum þegar það verður fyrir höggi eða falli utan, og þá er ekki hægt að titra kristalsveifluna. Þess vegna ætti að íhuga áreiðanlega uppsetningu kristalsveiflunnar við hönnun hringrásarinnar og staðsetning hennar ætti ekki að vera nálægt plötubrúninni og búnaðarskelinni eins langt og hægt er.

2. Gefðu gaum að suðuhitastigi þegar suðu með höndunum eða vél. Kristall titringur er viðkvæmur fyrir hitastigi, suðuhitastig ætti ekki að vera of hátt og hitunartíminn ætti að vera eins stuttur og mögulegt er.

Sanngjarnt kristal oscillator skipulag getur bæla truflun á geislun kerfisins.

1. Lýsing á vandamálum

Varan er vettvangsmyndavél, sem samanstendur af fimm hlutum inni: kjarnastýriborð, skynjaraborð, myndavél, SD minniskort og rafhlöðu. Skelin er úr plastskel og litla borðið hefur aðeins tvö tengi: DC5V ytra aflviðmót og USB tengi fyrir gagnaflutning. Eftir geislunarprófið kemur í ljós að það er um 33MHz harmonic hávaða geislun vandamál.

Upprunalegu prófunargögnin eru sem hér segir:

2. Greindu vandamálið

Þessi varaskel uppbygging plastskel, ekki hlífðarefni, allt prófið aðeins rafmagnssnúra og USB snúru út úr skelinni, er það truflunartíðnipunkturinn sem geislar frá rafmagnssnúrunni og USB snúrunni? Þess vegna eru eftirfarandi skref tekin til að prófa:

(1) Bættu segulhring aðeins við rafmagnssnúruna, prófunarniðurstöður: framförin er ekki augljós;

(2) Bættu aðeins við segulhring á USB snúru, prófunarniðurstöður: framförin er enn ekki augljós;

(3) Bættu segulhring við bæði USB snúru og rafmagnssnúru, prófunarniðurstöður: framförin er augljós, heildartíðni truflana minnkaði.

Það má sjá af ofangreindu að truflunartíðnipunktarnir eru teknir út úr viðmótunum tveimur, sem er ekki vandamálið við rafmagnsviðmótið eða USB tengið, heldur innri truflunartíðnipunktarnir sem eru tengdir við tengin tvö. Að verja aðeins eitt viðmót getur ekki leyst vandamálið.

Með nærsviðsmælingu kemur í ljós að 32,768KHz kristalsveifla frá kjarnastýriborðinu myndar sterka geislun, sem gerir nærliggjandi snúrur og GND-tengda 32,768KHz harmónískan hávaða, sem síðan er tengdur og geislað í gegnum tengi USB snúruna og rafmagnssnúra. Vandamál kristalsveiflunnar stafa af eftirfarandi tveimur vandamálum:

(1) Kristall titringurinn er of nálægt brún plötunnar, sem er auðvelt að leiða til kristal titrings geislunarhljóðsins.

(2) Það er merkislína undir kristalsveiflunum, sem auðvelt er að leiða til harmonisks hávaða í merkjalínutengdu kristalsveiflunni.

(3) Síuhlutinn er settur undir kristalsveifluna og síuþéttinn og samsvarandi viðnám er ekki raðað í samræmi við merkjastefnuna, sem gerir síunaráhrif síueiningarinnar verri.

3, lausnin

Samkvæmt greiningunni eru eftirfarandi mótvægisaðgerðir fengnar:

(1) Síurýmd og samsvarandi viðnám kristalsins nálægt CPU flísinni er helst komið fyrir í burtu frá brún borðsins;

(2) Mundu að leggja ekki jörð á kristalstaðsetningarsvæðið og varpsvæðið fyrir neðan;

(3) Síurýmd og samsvarandi viðnám kristalsins er raðað í samræmi við merkisstefnu og sett snyrtilega og þétt nálægt kristalnum;

(4) Kristallinn er settur nálægt flísinni og línan á milli tveggja er eins stutt og bein og mögulegt er.

4. Niðurstaða

Nú á dögum eru mörg kerfi kristalsveifluklukka tíðni er mikil, truflun harmonic orka er sterk; Truflunarharmóníkur eru ekki aðeins sendar frá inntaks- og úttakslínum heldur einnig geislaðar úr geimnum. Ef skipulagið er ekki sanngjarnt er auðvelt að valda miklum hávaðageislunarvandamálum og það er erfitt að leysa það með öðrum aðferðum. Þess vegna er það mjög mikilvægt fyrir skipulag kristalsveiflu og CLK merkjalínu í PCB borði.

Athugasemd um PCB hönnun kristalsveifla

(1) Tengiþéttinn ætti að vera eins nálægt aflgjafapinna kristalsveiflunnar og mögulegt er. Staðsetningin ætti að vera í röð: í samræmi við innstreymisstefnu aflgjafa ætti þéttinn með minnstu afkastagetu að vera settur í röð frá stærsta til þess minnsta.

(2) Skel kristalsveiflans verður að vera jarðtengd, sem getur geislað kristalsveiflunni út á við og getur einnig varið truflun utanaðkomandi merkja á kristalsveiflanum.

(3) Ekki víra undir kristalsveifluna til að tryggja að gólfið sé alveg þakið. Á sama tíma, ekki víra innan 300 mil frá kristalsveiflum, til að koma í veg fyrir að kristalsveiflan trufli frammistöðu annarra raflagna, tækja og laga.

(4) Línan á klukkumerkinu ætti að vera eins stutt og mögulegt er, línan ætti að vera breiðari og jafnvægið ætti að finna í lengd raflögnarinnar og í burtu frá hitagjafanum.

(5) Kristallsveiflan ætti ekki að vera settur á brún PCB borðsins, sérstaklega í hönnun borðkortsins.