Kita asring mbandhingake osilator kristal menyang jantung sirkuit digital, amarga kabeh karya sirkuit digital ora bisa dipisahake saka sinyal jam, lan osilator kristal langsung ngontrol kabeh sistem. Yen osilator kristal ora operate, kabeh sistem bakal lumpuh, saéngga osilator kristal minangka prasyarat kanggo sirkuit digital bisa digunakake.
Osilator kristal, kaya sing asring kita ucapake, yaiku osilator kristal kuarsa lan resonator kristal kuarsa. Loro-lorone digawe saka efek piezoelektrik kristal kuarsa. Nerapake medan listrik ing rong elektroda kristal kuarsa nyebabake deformasi mekanik kristal, dene tekanan mekanik ing sisih loro nyebabake medan listrik kedadeyan ing kristal kasebut. Lan loro fenomena kasebut bisa dibalik. Nggunakake sifat iki, voltase bolak-balik ditrapake ing loro-lorone kristal lan wafer kedher kanthi mekanis, uga ngasilake medan listrik gantian. Getaran lan medan listrik iki umume cilik, nanging ing frekuensi tartamtu, amplitudo bakal tambah akeh, yaiku resonansi piezoelektrik, padha karo resonansi daur ulang LC sing biasa kita deleng.
Minangka jantung sirkuit digital, carane osilator kristal muter peran ing produk pinter? Smart ngarep kayata air conditioning, langsir, keamanan, ngawasi lan produk liyane, kabeh kudu modul transmisi nirkabel, padha liwat Bluetooth, WIFI utawa protokol ZIGBEE, modul saka siji mburi kanggo mburi liyane, utawa langsung liwat kontrol ponsel, lan modul nirkabel punika komponèn inti, mengaruhi stabilitas kabeh sistem, supaya milih sistem kanggo nggunakake osilator kristal. Nemtokake sukses utawa gagal sirkuit digital.
Amarga pentinge osilator kristal ing sirkuit digital, kita kudu ati-ati nalika nggunakake lan ngrancang:
1. Ana kristal kuarsa ing osilator kristal, sing gampang nyebabake pecah lan karusakan kristal kuarsa nalika kena pengaruh utawa mudhun ing njaba, banjur osilator kristal ora bisa kedher. Mulane, instalasi sing dipercaya saka osilator kristal kudu dianggep ing desain sirkuit, lan posisine ora kudu cedhak karo pinggir piring lan cangkang peralatan sabisa.
2. Pay manungsa waé menyang suhu welding nalika welding dening tangan utawa mesin. Getaran kristal sensitif marang suhu, suhu welding ora kudu dhuwur banget, lan wektu pemanasan kudu cendhak.
Tata letak osilator kristal sing cukup bisa nyuda gangguan radiasi sistem.
1. Katrangan masalah
Prodhuk punika kamera lapangan, kang kasusun saka limang bagean nang: Papan kontrol inti, Papan sensor, kamera, kertu memori SD lan baterei. Nihan kasebut minangka cangkang plastik, lan papan cilik mung duwe rong antarmuka: antarmuka daya eksternal DC5V lan antarmuka USB kanggo transmisi data. Sawise tes radiasi, ditemokake yen ana masalah radiasi gangguan harmonik 33MHz.
Data tes asli kaya ing ngisor iki:
2. Analisis masalah
Nihan struktur Nihan produk iki Nihan plastik, materi non-shielding, kabeh test mung kabel daya lan kabel USB metu saka Nihan, iku titik frekuensi gangguan wis radiated dening kabel daya lan kabel USB? Mulane, langkah-langkah ing ngisor iki ditindakake kanggo nyoba:
(1) Tambah ring Magnetik mung ing kabel daya, asil test: asil dandan ora ketok;
(2) Mung nambah ring Magnetik ing kabel USB, asil test: dandan isih ora ketok;
(3) Tambah ring Magnetik kanggo kabel USB lan kabel daya, asil test: asil dandan ketok, frekuensi sakabèhé gangguan melorot.
Bisa dideleng saka ndhuwur sing TCTerms frekuensi gangguan sing digawa metu saka loro antarmuka, kang ora masalah antarmuka daya utawa antarmuka USB, nanging TCTerms frekuensi gangguan internal digandhengake karo loro antarmuka. Shielding mung siji antarmuka ora bisa ngatasi masalah.
Liwat pangukuran cedhak-lapangan, ditemokake yen osilator kristal 32.768KHz saka papan kontrol inti ngasilake radiasi spasial sing kuwat, sing ndadekake kabel-kabel ing saubengé lan GND digandhengake karo swara harmonik 32.768KHz, sing banjur digandhengake lan dipancarake liwat kabel USB antarmuka lan kabel daya. Masalah osilator kristal disebabake dening rong masalah ing ngisor iki:
(1) Getaran kristal banget cedhak karo pinggir piring, sing gampang nyebabake gangguan radiasi geter kristal.
(2) Ana baris sinyal ing osilator kristal, kang gampang kanggo mimpin kanggo gangguan harmonic saka baris sinyal kopling osilator kristal.
(3) Unsur Filter diselehake ing osilator kristal, lan kapasitor Filter lan resistance cocog ora disusun miturut arah sinyal, kang ndadekake efek nyaring unsur Filter Samsaya Awon.
3, solusi
Miturut analisis, countermeasures ing ngisor iki dijupuk:
(1) Kapasitas panyaring lan resistensi sing cocog karo kristal sing cedhak karo chip CPU luwih diselehake saka pinggir papan;
(2) Elinga ora kanggo lay lemah ing wilayah panggonan seko kristal lan area proyeksi ngisor;
(3) Kapasitas panyaring lan resistensi sing cocog karo kristal disusun miturut arah sinyal, lan diselehake kanthi rapi lan kompak ing cedhak kristal;
(4) Kristal diselehake cedhak chip, lan baris antarane loro iku minangka cendhak lan sakcara sabisa.
4. Kesimpulan
Saiki akeh sistem osilator kristal frekuensi jam dhuwur, energi harmonik gangguan kuwat; Harmonik interferensi ora mung ditularake saka garis input lan output, nanging uga dipancarake saka papan. Yen tata letak ora cukup, gampang nyebabake masalah radiasi swara sing kuwat, lan angel diatasi kanthi cara liya. Mulane, penting banget kanggo tata letak osilator kristal lan garis sinyal CLK ing tata letak papan PCB.
Cathetan babagan desain PCB osilator kristal
(1) Kapasitor kopling kudu cedhak karo pin sumber daya saka osilator kristal sabisa. Posisi kudu dilebokake kanthi urutan: miturut arah aliran masuk sumber daya, kapasitor kanthi kapasitas paling cilik kudu diselehake saka sing paling gedhe nganti sing paling cilik.
(2) Cangkang saka osilator kristal kudu lemah, kang bisa radiate osilator kristal metu, lan uga bisa tameng gangguan saka sinyal external ing osilator kristal.
(3) Aja kabel ing osilator kristal kanggo mesthekake yen lantai wis rampung dijamin. Ing wektu sing padha, aja kabel ing 300mil saka osilator kristal, supaya minangka kanggo nyegah osilator kristal saka interfering karo kinerja wiring liyane, piranti lan lapisan.
(4) Garis sinyal jam kudu cendhak, garis kudu luwih akeh, lan keseimbangane kudu ditemokake ing dawa kabel lan adoh saka sumber panas.
(5) Osilator kristal ora kudu diselehake ing pinggir papan PCB, utamane ing desain kertu papan.
