Често го споредуваме кристалниот осцилатор со срцето на дигиталното коло, бидејќи целата работа на дигиталното коло е неразделна од сигналот на часовникот, а кристалниот осцилатор директно го контролира целиот систем. Ако кристалниот осцилатор не работи, целиот систем ќе биде парализиран, па кристалниот осцилатор е предуслов за дигиталното коло да почне да работи.

Кристалниот осцилатор, како што често велиме, е осцилатор на кварцни кристали и резонатор на кварцни кристали. И двете се направени од пиезоелектричниот ефект на кварцните кристали. Примената на електрично поле на двете електроди на кварцниот кристал предизвикува механичка деформација на кристалот, додека примената на механички притисок на двете страни предизвикува електрично поле во кристалот. И двата од овие феномени се реверзибилни. Користејќи го ова својство, наизменичните напони се применуваат на двете страни на кристалот и нафората вибрира механички, како и генерирајќи наизменични електрични полиња. Овој вид на вибрации и електрично поле се генерално мали, но при одредена фреквенција, амплитудата ќе биде значително зголемена, што е пиезоелектрична резонанца, слична на LC-јамката резонанца што вообичаено ја гледаме.

Како срцето на дигиталното коло, како кристалниот осцилатор игра улога во паметните производи? Паметниот дом како клима уред, завеси, безбедност, мониторинг и други производи, сите имаат потреба од модул за безжичен пренос, тие преку протоколот Bluetooth, WIFI или ZIGBEE, модулот од едниот до другиот крај или директно преку контролата на мобилниот телефон и безжичниот модул е ​​основната компонента, која влијае на стабилноста на целиот систем, затоа изберете го системот за користење на кристалниот осцилатор. Го одредува успехот или неуспехот на дигиталните кола.

Поради важноста на кристалниот осцилатор во дигиталното коло, треба да бидеме внимателни при користење и дизајнирање:

1. Во кристалниот осцилатор има кварцни кристали, што лесно може да предизвика кршење и оштетување на кварцните кристали кога е погоден или пад однадвор, а потоа кристалниот осцилатор не може да се вибрира. Затоа, сигурната инсталација на кристалниот осцилатор треба да се земе предвид при дизајнирањето на колото, а неговата положба не треба да биде блиску до работ на плочата и до обвивката на опремата колку што е можно повеќе.

2. Внимавајте на температурата на заварување при заварување со рака или машина. Кристалната вибрација е чувствителна на температура, температурата на заварувањето не треба да биде превисока, а времето на загревање треба да биде што е можно пократко.

Разумниот распоред на кристалните осцилатори може да ги потисне пречки на системското зрачење.

1. Опис на проблемот

Производот е теренска камера, која се состои од пет дела внатре: табла за контрола на јадрото, табла со сензори, камера, SD мемориска картичка и батерија. Школката е пластична обвивка, а малата табла има само два интерфејси: DC5V надворешен интерфејс за напојување и USB интерфејс за пренос на податоци. По тестот за зрачење, откриено е дека има проблем со зрачење со хармоничен шум од 33 MHz.

Оригиналните податоци од тестот се како што следува:

2. Анализирајте го проблемот

Оваа структура на обвивката на производот пластична обвивка, незаштитен материјал, целиот тест е само кабел за напојување и USB кабел надвор од школка, дали точката на фреквенција на пречки е зрачена од кабелот за напојување и USB кабелот? Затоа, се преземаат следниве чекори за тестирање:

(1) Додадете магнетен прстен само на кабелот за напојување, резултатите од тестот: подобрувањето не е очигледно;

(2) Додајте само магнетен прстен на USB-кабел, резултати од тестот: подобрувањето сè уште не е очигледно;

(3) Додајте магнетен прстен и на USB-кабелот и на кабелот за напојување, резултатите од тестот: подобрувањето е очигледно, вкупната фреквенција на пречки е намалена.

Од горенаведеното може да се види дека точките на фреквенцијата на пречки се изведени од двата интерфејси, што не е проблем на интерфејсот за напојување или USB-интерфејсот, туку внатрешните точки на фреквенција на пречки споени со двата интерфејси. Заштитувањето на само еден интерфејс не може да го реши проблемот.

Преку мерење во близина на поле, откриено е дека кристален осцилатор од 32,768 KHz од контролната табла на јадрото генерира силно просторно зрачење, што ги прави околните кабли и GND споен хармоничен шум од 32,768 KHz, кој потоа се спојува и зрачи преку USB-кабелот и кабел за напојување. Проблемите на кристалниот осцилатор се предизвикани од следниве два проблеми:

(1) Кристалната вибрација е премногу блиску до работ на плочата, што е лесно да доведе до шум од зрачење со кристални вибрации.

(2) Постои сигнална линија под кристалниот осцилатор, што лесно може да доведе до хармоничен шум на кристалниот осцилатор за спојување на сигналната линија.

(3) Елементот на филтерот е поставен под кристалниот осцилатор, а кондензаторот на филтерот и отпорот што одговара не се распоредени според насоката на сигналот, што го влошува ефектот на филтрирање на елементот на филтерот.

3, решението

Според анализата, добиени се следните контрамерки:

(1) Капацитетот на филтерот и соодветниот отпор на кристалот блиску до чипот на процесорот се преферирано поставени подалеку од работ на плочата;

(2) Запомнете да не поставувате земја во областа за поставување кристали и областа за проекција подолу;

(3) Капацитетот на филтерот и соодветниот отпор на кристалот се наредени според насоката на сигналот и се поставуваат уредно и компактно во близина на кристалот;

(4) Кристалот е поставен во близина на чипот, а линијата помеѓу двата е што е можно пократка и права.

4. Заклучок

Во денешно време многу системи кристално осцилатор часовникот фреквенција е висока, интерференција хармонична енергија е силна; Хармониците на пречки не се пренесуваат само од влезните и излезните линии, туку и зрачат од просторот. Ако распоредот не е разумен, лесно е да се предизвика проблем со силно зрачење со бучава, а тешко е да се реши со други методи. Затоа, многу е важно за распоредот на кристалниот осцилатор и CLK сигналната линија во распоредот на ПХБ плочата.

Забелешка за дизајнот на ПХБ на кристалниот осцилатор

(1) Кондензаторот за спојување треба да биде што е можно поблиску до иглата за напојување на кристалниот осцилатор. Позицијата треба да биде поставена по редослед: според насоката на прилив на напојување, кондензаторот со најмал капацитет треба да се постави по редослед од најголем до најмал.

(2) Обвивката на кристалниот осцилатор мора да биде заземјена, која може да го зрачи кристалниот осцилатор нанадвор, а исто така може да ги заштити пречките на надворешните сигнали на кристалниот осцилатор.

(3) Не ставајте жица под кристалниот осцилатор за да се осигурате дека подот е целосно покриен. Во исто време, не поврзувајте жица на 300 милји од кристалниот осцилатор, за да спречите кристалниот осцилатор да се меша со работата на другите жици, уреди и слоеви.

(4) Линијата на сигналот на часовникот треба да биде што е можно пократка, линијата да биде поширока, а рамнотежата да се наоѓа во должината на жиците и подалеку од изворот на топлина.

(5) Кристалниот осцилатор не треба да се поставува на работ на плочата на ПХБ, особено во дизајнот на картичката на плочата.