우리는 종종 수정 발진기를 디지털 회로의 심장과 비교합니다. 왜냐하면 디지털 회로의 모든 작업은 클록 신호와 분리될 수 없으며 수정 발진기는 전체 시스템을 직접 제어하기 때문입니다. 수정 발진기가 작동하지 않으면 전체 시스템이 마비되므로 수정 발진기는 디지털 회로가 작동하기 위한 전제 조건입니다.

수정 발진기는 우리가 자주 말하는 것처럼 수정 수정 발진기와 수정 수정 공진기입니다. 둘 다 수정의 압전 효과로 만들어졌습니다. 수정의 두 전극에 전기장을 가하면 결정이 기계적 변형을 일으키고, 양쪽에 기계적 압력을 가하면 결정에 전기장이 발생합니다. 그리고 이 두 현상은 모두 되돌릴 수 있습니다. 이 특성을 이용하여 결정의 양면에 교류 전압을 가하면 웨이퍼가 기계적으로 진동하고 교류 전기장이 생성됩니다. 이러한 종류의 진동과 전기장은 일반적으로 작지만 특정 주파수에서는 진폭이 크게 증가합니다. 이는 우리가 흔히 볼 수 있는 LC 루프 공진과 유사한 압전 공진입니다.

디지털 회로의 핵심인 수정진동자는 스마트 제품에서 어떤 역할을 할까요? 에어컨, 커튼, 보안, 모니터링 및 기타 제품과 같은 스마트 홈에는 모두 무선 전송 모듈이 필요합니다. Bluetooth, WIFI 또는 ZIGBEE 프로토콜을 통해 모듈을 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝까지 또는 직접 휴대폰 제어를 통해 무선 모듈은 전체 시스템의 안정성에 영향을 미치는 핵심 구성 요소이므로 수정 발진기를 사용하는 시스템을 선택하십시오. 디지털 회로의 성공 또는 실패를 결정합니다.

디지털 회로에서 수정 발진기의 중요성으로 인해 다음을 사용하고 설계할 때 주의해야 합니다.

1. 수정진동자에는 수정진동자가 있어 외부에서 충격을 받거나 떨어뜨릴 때 수정진동자가 파손되거나 손상되기 쉽기 때문에 수정진동자가 진동할 수 없습니다. 따라서 회로 설계 시 수정 발진기의 안정적인 설치를 고려해야 하며, 그 위치는 가능한 한 플레이트 가장자리 및 장비 쉘에 가깝지 않아야 합니다.

2. 손이나 기계로 용접할 때에는 용접온도에 주의하십시오. 수정 진동은 온도에 민감하므로 용접 온도는 너무 높지 않아야 하며 가열 시간은 최대한 짧아야 합니다.

합리적인 수정 발진기 레이아웃은 시스템 방사 간섭을 억제할 수 있습니다.

1. 문제 설명

이 제품은 내부에 코어 제어 보드, 센서 보드, 카메라, SD 메모리 카드, 배터리 등 5개 부품으로 구성된 필드 카메라입니다. 쉘은 플라스틱 쉘이며 소형 보드에는 DC5V 외부 전원 인터페이스와 데이터 전송용 USB 인터페이스의 두 가지 인터페이스만 있습니다. 방사 테스트 결과 약 33MHz 고조파 잡음 방사 문제가 있는 것으로 확인됐다.

원본 테스트 데이터는 다음과 같습니다.

2. 문제 분석

이 제품 쉘 구조는 플라스틱 쉘, 비차폐 재료, 쉘 외부의 전원 코드와 USB 케이블만 전체 테스트했습니다. 전원 코드와 USB 케이블에서 간섭 주파수 지점이 방출됩니까? 따라서 테스트를 위해 다음 단계가 수행됩니다.

(1) 전원 코드에만 자기 링을 추가합니다. 테스트 결과: 개선이 명확하지 않습니다.

(2) USB 케이블에만 자기 링을 추가합니다. 테스트 결과: 개선 사항은 아직 명확하지 않습니다.

(3) USB 케이블과 전원 코드 모두에 자기 링을 추가합니다. 테스트 결과: 개선이 확실하고 전반적인 간섭 주파수가 감소했습니다.

위에서 볼 수 있듯이 간섭 주파수 지점은 두 인터페이스에서 나오는데 이는 전원 인터페이스나 USB 인터페이스의 문제가 아니라 두 인터페이스에 결합된 내부 간섭 주파수 지점의 문제입니다. 하나의 인터페이스만 차폐하면 문제를 해결할 수 없습니다.

근거리 측정을 통해 코어 제어 보드의 32.768KHz 수정 발진기가 강한 공간 방사를 생성하여 주변 케이블과 GND가 결합된 32.768KHz 고조파 잡음이 인터페이스 USB 케이블을 통해 결합되어 방사되는 것으로 확인되었습니다. 전원 코드. 수정 발진기의 문제는 다음 두 가지 문제로 인해 발생합니다.

(1) 크리스탈 진동이 플레이트 가장자리에 너무 가까워 크리스탈 진동 방사 소음이 발생하기 쉽습니다.

(2) 수정 발진기 아래에 신호 라인이 있는데, 이는 수정 발진기를 결합하는 신호 라인의 고조파 잡음으로 이어지기 쉽습니다.

(3) 필터 소자가 수정 발진기 아래에 위치하며 필터 커패시터와 정합 저항이 신호 방향에 따라 배열되지 않아 필터 소자의 필터링 효과가 악화됩니다.

3, 해결책

분석에 따르면 다음과 같은 대책이 얻어졌다.

(1) CPU 칩에 가까운 크리스털의 필터 커패시턴스와 정합 저항은 우선적으로 보드 가장자리에서 멀리 배치됩니다.

(2) 크리스탈 배치 영역과 아래 투사 영역에 바닥을 깔지 마십시오.

(3) 크리스탈의 필터 커패시턴스와 정합 저항은 신호 방향에 따라 배열되고 크리스탈 근처에 깔끔하고 콤팩트하게 배치됩니다.

(4) 크리스탈은 칩 근처에 위치하며, 둘 사이의 라인은 최대한 짧고 직선적입니다.

4. 결론

요즘 많은 시스템의 수정 발진기 클록 주파수가 높고 간섭 고조파 에너지가 강합니다. 간섭 고조파는 입력 및 출력 라인에서 전송될 뿐만 아니라 공간에서도 방사됩니다. 레이아웃이 합리적이지 않으면 강한 소음 방사 문제가 발생하기 쉽고 다른 방법으로는 해결하기 어렵습니다. 따라서 PCB 보드 레이아웃에서는 수정 발진기 및 CLK 신호 라인의 레이아웃이 매우 중요합니다.

수정 발진기의 PCB 설계에 대한 참고 사항

(1) 커플링 커패시터는 수정 발진기의 전원 핀에 최대한 가깝게 배치해야 합니다. 위치는 순서대로 배치해야 합니다. 전원 공급 장치 유입 방향에 따라 용량이 가장 작은 커패시터를 가장 큰 것부터 작은 것 순서로 배치해야 합니다.

(2) 수정 발진기의 쉘은 접지되어야 하며 수정 발진기를 외부로 방출할 수 있고 수정 발진기에 대한 외부 신호의 간섭을 차폐할 수도 있습니다.

(3) 바닥이 완전히 덮이도록 수정진동자 아래에 배선하지 마십시오. 동시에 수정 발진기가 다른 배선, 장치 및 레이어의 성능을 방해하지 않도록 수정 발진기의 300mil 이내에 배선하지 마십시오.

(4) 클럭 신호의 선은 가능한 한 짧게 하고, 선은 넓게 하고, 배선의 길이와 열원에서 떨어진 곳에서 균형을 찾아야 합니다.

(5) 수정 발진기는 특히 보드 카드 설계 시 PCB 보드 가장자리에 배치하면 안 됩니다.