デジタル回路のすべての作業はクロック信号から切り離せないため、クリスタルオシレーターをデジタル回路の中心と比較することがよくあり、クリスタル発振器はシステム全体を直接制御します。クリスタルオシレーターが動作しない場合、システム全体が麻痺するため、クリスタルオシレーターはデジタル回路が動作を開始する前提条件です。

私たちがよく言うように、クリスタル発振器は、石英結晶発振器と石英結晶共振器です。どちらも石英結晶の圧電効果でできています。石英結晶の2つの電極に電界を塗布すると、結晶の機械的変形が発生しますが、両側に機械的圧力をかけると、結晶で電界が発生します。そして、これらの現象の両方は可逆的です。このプロパティを使用して、交互の電圧が結晶の両側に適用され、ウェーハは機械的に振動し、交互の電界を生成します。この種の振動と電界は一般に小さいですが、特定の周波数では、振幅が大幅に増加します。これは、一般的に見られるLCループ共鳴と同様の圧電共鳴です。

デジタル回路の中心として、クリスタルオシレーターはスマート製品でどのように役割を果たしていますか？エアコン、カーテン、セキュリティ、監視、その他の製品などのスマートホームでは、すべてワイヤレストランスミッションモジュール、Bluetooth、WiFiまたはZigbeeプロトコルを介して、モジュールを端からもう一方の端まで、または携帯電話コントロールを直接介して必要です。ワイヤレスモジュールはコアコンポーネントであり、システム全体の安定性に影響するため、クリスタルオシレーターを使用するシステムを選択してください。デジタルサーキットの成功または失敗を決定します。

デジタル回路におけるクリスタルオシレーターの重要性があるため、使用および設計する際には注意する必要があります。

1.クリスタルオシレーターには石英結晶があります。これは、クォーツクリスタルの破損と損傷が外側に衝撃または落とされたときに簡単に発生するのが簡単で、クリスタル発振器を振動させることはできません。したがって、クリスタルオシレーターの信頼できる設置は、回路の設計で考慮されるべきであり、その位置はプレートエッジと機器シェルにできるだけ近くであってはなりません。

2。手または機械で溶接するときは、溶接温度に注意してください。結晶の振動は温度に敏感で、溶接温度が高すぎてはならず、加熱時間はできるだけ短くする必要があります。

合理的なクリスタル発振器レイアウトは、システムの放射干渉を抑制することができます。

1。問題の説明

この製品は、コアコントロールボード、センサーボード、カメラ、SDメモリカード、バッテリーの5つの部品で構成されるフィールドカメラです。シェルはプラスチックシェルであり、小さなボードには2つのインターフェイスしかありません。DC5V外部電源インターフェイスとデータ送信用のUSBインターフェイスです。放射線検査の後、約33MHzの高調波照射放射問題があることがわかります。

元のテストデータは次のとおりです。

2。問題を分析します

この製品シェル構造プラスチックシェル、非シールド材料、テスト全体のみの電源コードとUSBケーブルがシェルから出て、干渉周波数ポイントは電源コードとUSBケーブルによって放射されますか？したがって、テストするために次の手順が取られます。

（1）電源コードのみに磁気リングを追加する、テスト結果：改善は明らかではありません。

（2）USBケーブルに磁気リングのみを追加する、テスト結果：改善はまだ明らかではありません。

（3）USBケーブルと電源コードの両方に磁気リングを追加します。テスト結果：改善は明らかであり、干渉の全体的な頻度が減少しました。

上記から、干渉周波数ポイントが2つのインターフェイスから出てくることがわかります。これは、電源インターフェイスやUSBインターフェイスの問題ではなく、2つのインターフェイスに結合された内部干渉周波数ポイントです。 1つのインターフェイスのみをシールドすることは、問題を解決できません。

近距離場の測定により、コア制御ボードから32.768kHzのクリスタルオシレーターが強い空間放射を生成し、周囲のケーブルとGNDの結合32.768kHzハーモニックノイズを生成します。電源コード。クリスタルオシレーターの問題は、次の2つの問題によって引き起こされます。

（1）結晶の振動はプレートの端に近すぎるため、結晶振動放射線に簡単につながることができます。

（2）クリスタルオシレーターの下には信号線があります。これは、信号線結合クリスタルオシレーターの高調波ノイズに簡単につながるのが簡単です。

（3）フィルター要素はクリスタルオシレーターの下に配置され、フィルターコンデンサとマッチング抵抗は信号方向に従って配置されていないため、フィルター要素のフィルタリング効果が悪化します。

3、ソリューション

分析によると、次の対策が取得されます。

（1）CPUチップに近い結晶のフィルター容量と一致する抵抗は、ボードの端から優先的に配置されます。

（2）クリスタル配置エリアと下の投影領域に地面を置かないことを忘れないでください。

（3）結晶のフィルター容量と一致する抵抗は、信号方向に従って配置され、結晶の近くにきちんとしたコンパクトに配置されます。

（4）クリスタルはチップの近くに配置され、2つの間の線はできるだけ短く、まっすぐです。

4。結論

今日、多くのシステムクリスタルオシレータークロック周波数が高く、干渉高調波エネルギーは強いです。干渉高調波は、入力ラインと出力線から送信されるだけでなく、空間から放射されます。レイアウトが合理的でない場合、強いノイズ放射の問題を引き起こすのは簡単であり、他の方法で解決することは困難です。したがって、PCBボードレイアウトにおけるクリスタルオシレーターとCLK信号ラインのレイアウトにとって非常に重要です。

クリスタル発振器のPCB設計に関する注意

（1）結合コンデンサは、クリスタル発振器の電源ピンに可能な限り近い必要があります。位置を順番に配置する必要があります。電源流入方向によれば、最小の容量のコンデンサを最大から最小のコンデンサに配置する必要があります。

（2）結晶発振器のシェルは接地する必要があり、結晶発振器を外側に放射することができ、クリスタル発振器上の外部信号の干渉を保護することもできます。

（3）床が完全​​に覆われていることを確認するために、クリスタル発振器の下に配線しないでください。同時に、クリスタル発振器が他の配線、デバイス、層の性能を妨げるのを防ぐために、クリスタル発振器の300mil以内にワイヤしないでください。

（4）クロック信号の線はできるだけ短くする必要があり、ラインはより広く、バランスは配線の長さで、熱源から離れている必要があります。

（5）クリスタルオシレーターは、特にボードカードの設計において、PCBボードの端に配置しないでください。