디지털 회로의 모든 작업은 클럭 신호와 분리 할 수없고 Crystal Oscillator는 전체 시스템을 직접 제어하기 때문에 Crystal Oscillator를 디지털 회로의 핵심과 비교합니다. Crystal Oscillator가 작동하지 않으면 전체 시스템이 마비되므로 Crystal Oscillator는 디지털 회로의 전제 조건입니다.
우리가 자주 말하는 것처럼 크리스탈 발진기는 석영 결정 발진기와 석영 크리스탈 공진기입니다. 둘 다 석영 결정의 압전 효과로 만들어졌습니다. 석영 결정의 2 개의 전극에 전기장을 적용하면 결정의 기계적 변형을 유발하는 반면, 양쪽에 기계적 압력을 가하는 것은 결정에서 전기장이 발생합니다. 그리고이 두 현상은 모두 가역적입니다. 이 특성을 사용하여, 교대 전압이 결정의 양쪽에 적용되고 웨이퍼는 기계적으로 진동 할뿐만 아니라 교대 전기장을 생성합니다. 이러한 종류의 진동과 전기장은 일반적으로 작지만, 특정 주파수에서 진폭이 상당히 증가 할 것이며, 이는 우리가 일반적으로 볼 수있는 LC 루프 공명과 유사한 압전 공명입니다.
디지털 회로의 핵심으로서, 크리스탈 오실레이터는 어떻게 스마트 제품에서 역할을합니까? 에어컨, 커튼, 보안, 모니터링 및 기타 제품과 같은 스마트 홈은 모두 무선 전송 모듈이 필요합니다. Bluetooth, WiFi 또는 Zigbee 프로토콜을 통해, 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝까지 모듈 또는 휴대 전화 제어를 통해 직접 모듈을 통해 무선 모듈이 핵심 구성 요소이므로 전체 시스템의 안정성에 영향을 미치므로 시스템을 선택하여 결정 진동기를 사용합니다. 디지털 회로의 성공 또는 실패를 결정합니다.
디지털 회로에서 Crystal Oscillator의 중요성으로 인해 사용 및 설계 할 때주의해야합니다.
1. 결정 발진기에는 석영 결정이 있으며, 이는 외부에 영향을 미치거나 떨어질 때 석영 결정 파손과 손상을 유발할 수있는 다음 결정 발진기를 진동 할 수 없습니다. 따라서, Crystal Oscillator의 신뢰할 수있는 설치는 회로 설계에서 고려해야하며, 그 위치는 가능한 한 플레이트 가장자리와 장비 쉘에 가깝지 않아야합니다.
2. 손이나 기계로 용접 할 때 용접 온도에주의하십시오. 결정 진동은 온도에 민감하고 용접 온도가 너무 높지 않아야하며 가열 시간은 가능한 한 짧아야합니다.
합리적인 결정 발진기 레이아웃은 시스템 방사선 간섭을 억제 할 수 있습니다.
1. 문제 설명
이 제품은 필드 카메라로 코어 제어 보드, 센서 보드, 카메라, SD 메모리 카드 및 배터리의 5 가지 부분으로 구성됩니다. 쉘은 플라스틱 쉘이며 소형 보드에는 DC5V 외부 전력 인터페이스와 데이터 전송을위한 USB 인터페이스의 두 개의 인터페이스 만 있습니다. 방사선 테스트 후, 약 33MHz 고조파 노이즈 방사선 문제가 있음이 밝혀졌습니다.
원래 테스트 데이터는 다음과 같습니다.
2. 문제를 분석하십시오
이 제품 쉘 구조 플라스틱 쉘, 비 차폐 재료, 전체 테스트 전원 전원 코드 및 USB 케이블은 쉘에서 간섭 주파수 지점이 전원 코드와 USB 케이블에 의해 방사됩니까? 따라서 다음 단계를 테스트하기 위해 수행됩니다.
(1) 전원 코드에만 자기 고리를 추가하면 테스트 결과 : 개선은 명확하지 않습니다.
(2) USB 케이블에 마그네틱 링을 추가하면 테스트 결과 : 개선은 여전히 명확하지 않습니다.
(3) USB 케이블과 전원 코드에 마그네틱 링을 추가, 테스트 결과 : 개선이 분명해지면 전체 간섭 빈도가 감소했습니다.
위에서 볼 수 있습니다. 이는 두 인터페이스에서 간섭 주파수 포인트가 나오는 것을 알 수 있습니다. 이는 전원 인터페이스 또는 USB 인터페이스의 문제가 아니라 두 인터페이스에 연결된 내부 간섭 주파수 점이 연결되어 있음을 알 수 있습니다. 하나의 인터페이스 만 보호하면 문제를 해결할 수 없습니다.
근거리 측정을 통해 코어 컨트롤 보드의 32.768kHz 크리스탈 발진기는 강한 공간 방사선을 생성하여 주변 케이블과 GND를 연결 한 32.768kHz 고조파 노이즈를 만들어 인터페이스 USB 케이블 및 전원 코드를 통해 연결 및 방출됩니다. 크리스탈 오실레이터의 문제는 다음과 같은 두 가지 문제로 인해 발생합니다.
(1) 결정 진동이 플레이트의 가장자리에 너무 가깝기 때문에 결정 진동 방사선 노이즈를 쉽게 이끌어 내기가 쉽습니다.
(2) 결정 발진기 아래에 신호 라인이 있으며, 이는 신호 라인 커플 링 크리스탈 오실레이터의 고조파 노이즈로 이어질 수 있습니다.
(3) 필터 요소는 결정 발진기 아래에 배치되며, 필터 커패시터 및 매칭 저항은 신호 방향에 따라 배열되지 않으므로 필터 요소의 필터링 효과가 악화됩니다.
3, 솔루션
분석에 따르면, 다음의 대책이 획득된다.
(1) CPU 칩에 가까운 결정의 필터 커패시턴스 및 일치하는 저항은 보드의 가장자리로부터 우선적으로 배치된다;
(2) 결정 배치 영역과 아래의 투영 영역에 땅을 놓지 않는 것을 기억하십시오.
(3) 결정의 필터 커패시턴스 및 일치하는 저항은 신호 방향에 따라 배열되고 결정 근처에 깔끔하고 소형을 배치한다.
(4) 결정은 칩 근처에 배치되며 둘 사이의 선은 가능한 한 짧고 똑 바르게됩니다.
4. 결론
오늘날 많은 시스템 결정 오실레이터 클럭 주파수는 높고 간섭 고조파 에너지가 강합니다. 간섭 고조파는 입력 및 출력 라인에서 전송 될뿐만 아니라 공간에서 방사됩니다. 레이아웃이 합리적이지 않으면 강한 노이즈 방사선 문제를 일으키기 쉽고 다른 방법으로 해결하기가 어렵습니다. 따라서 PCB 보드 레이아웃에서 Crystal Oscillator 및 CLK 신호 라인의 레이아웃에 매우 중요합니다.
Crystal Oscillator의 PCB 설계에 대한 참고 사항
(1) 커플 링 커패시터는 가능한 한 크리스탈 발진기의 전원 공급 장치 핀에 가깝습니다. 위치는 순서대로 배치되어야합니다. 전원 공급 장치 유입 방향에 따라 용량이 가장 작은 커패시터는 가장 큰 것부터 가장 작은 것까지 순서대로 배치해야합니다.
(2) 크리스탈 발진기의 쉘을 접지해야하며, 이는 결정 발진기를 바깥쪽으로 방출 할 수 있으며, 크리스탈 오실레이터의 외부 신호의 간섭을 보호 할 수있다.
(3) 바닥이 완전히 덮여 있는지 확인하기 위해 크리스탈 발진기 아래에서 와이어를 사용하지 마십시오. 동시에, 크리스탈 발진기가 다른 배선, 장치 및 층의 성능을 방해하는 것을 방지하기 위해 크리스탈 오실레이터에서 300mm 이내에 와이어를 사용하지 마십시오.
(4) 클럭 신호의 선은 가능한 한 짧아야하고 선이 더 넓어 야하며, 배선 길이에서 그리고 열원에서 멀리 떨어져 있어야합니다.
(5) Crystal Oscillator는 특히 보드 카드 설계에서 PCB 보드의 가장자리에 놓아서는 안됩니다.
