पीसीबी क्रिस्टल ऑसीलेटर कसे डिझाइन करावे?

आम्ही बर्‍याचदा क्रिस्टल ऑसीलेटरची डिजिटल सर्किटच्या मध्यभागी तुलना करतो, कारण डिजिटल सर्किटची सर्व कामे घड्याळ सिग्नलपासून अविभाज्य आहेत आणि क्रिस्टल ऑसीलेटर थेट संपूर्ण प्रणालीवर नियंत्रण ठेवते. जर क्रिस्टल ऑसीलेटर कार्य करत नसेल तर संपूर्ण प्रणाली अर्धांगवायू होईल, म्हणून डिजिटल सर्किट कार्य करण्यास प्रारंभ करण्यासाठी क्रिस्टल ऑसीलेटर आवश्यक आहे.

क्रिस्टल ऑसीलेटर, जसे आपण बर्‍याचदा म्हणतो, एक क्वार्ट्ज क्रिस्टल ऑसीलेटर आणि क्वार्ट्ज क्रिस्टल रेझोनेटर आहे. ते दोघेही क्वार्ट्ज क्रिस्टल्सच्या पायझोइलेक्ट्रिक प्रभावापासून बनलेले आहेत. क्वार्ट्ज क्रिस्टलच्या दोन इलेक्ट्रोड्सवर इलेक्ट्रिक फील्ड लागू केल्याने क्रिस्टलचे यांत्रिक विकृतीकरण होते, तर दोन्ही बाजूंना यांत्रिक दबाव लागू केल्याने क्रिस्टलमध्ये विद्युत क्षेत्र उद्भवू शकते. आणि या दोन्ही घटना उलट करण्यायोग्य आहेत. या मालमत्तेचा वापर करून, पर्यायी व्होल्टेजेस क्रिस्टलच्या दोन्ही बाजूंना आणि वेफर यांत्रिकी पद्धतीने लागू केले जातात तसेच वैकल्पिक इलेक्ट्रिक फील्ड तयार करतात. या प्रकारचे कंपन आणि इलेक्ट्रिक फील्ड सामान्यत: लहान असतात, परंतु एका विशिष्ट वारंवारतेवर, मोठेपणा लक्षणीय वाढविला जाईल, जो पायझोइलेक्ट्रिक रेझोनान्स आहे, जे आपण सामान्यत: पहातो.

पीसीबी क्रिस्टल

 

डिजिटल सर्किटचे हृदय म्हणून, स्मार्ट उत्पादनांमध्ये क्रिस्टल ऑसीलेटरची भूमिका कशी आहे? वातानुकूलन, पडदे, सुरक्षा, देखरेख आणि इतर उत्पादने यासारख्या स्मार्ट होम, सर्वांना वायरलेस ट्रान्समिशन मॉड्यूलची आवश्यकता आहे, ते ब्लूटूथ, वायफाय किंवा झिगबी प्रोटोकॉलद्वारे, एका टोकापासून दुसर्‍या टोकापर्यंत मॉड्यूल, किंवा थेट मोबाइल फोन कंट्रोलद्वारे, आणि संपूर्ण सिस्टमच्या स्थिरतेवर परिणाम करणारे वायरलेस मॉड्यूल आहे, म्हणून सिस्टमचा वापर करण्यासाठी सिस्टमची निवड करा. डिजिटल सर्किट्सचे यश किंवा अपयश निश्चित करते.

डिजिटल सर्किटमध्ये क्रिस्टल ऑसीलेटरच्या महत्त्वमुळे, वापर आणि डिझाइन करताना आम्हाला काळजी घेणे आवश्यक आहे:

1. क्रिस्टल ऑसीलेटरमध्ये क्वार्ट्ज क्रिस्टल्स आहेत, ज्यामुळे बाहेरील बाजूने प्रभाव पडतो किंवा सोडला जातो तेव्हा क्वार्ट्ज क्रिस्टल ब्रेकेज आणि नुकसान होऊ शकते आणि नंतर क्रिस्टल ऑसीलेटर कंपित होऊ शकत नाही. म्हणूनच, क्रिस्टल ऑसीलेटरच्या विश्वसनीय स्थापनेचा सर्किटच्या डिझाइनमध्ये विचार केला पाहिजे आणि त्याची स्थिती प्लेटच्या काठाच्या आणि शक्य तितक्या उपकरणांच्या शेलच्या जवळ नसावी.

2. हात किंवा मशीनद्वारे वेल्डिंग करताना वेल्डिंग तापमानाकडे लक्ष द्या. क्रिस्टल कंपन तापमानासाठी संवेदनशील आहे, वेल्डिंग तापमान खूप जास्त असू नये आणि हीटिंगची वेळ शक्य तितक्या कमी असावी.

वाजवी क्रिस्टल ऑसीलेटर लेआउट सिस्टम रेडिएशन हस्तक्षेप दडपू शकते.

1. समस्या वर्णन

उत्पादन एक फील्ड कॅमेरा आहे, ज्यात आत पाच भाग आहेत: कोअर कंट्रोल बोर्ड, सेन्सर बोर्ड, कॅमेरा, एसडी मेमरी कार्ड आणि बॅटरी. शेल प्लास्टिकचे शेल आहे, आणि लहान बोर्डात फक्त दोन इंटरफेस आहेतः डेटा ट्रान्समिशनसाठी डीसी 5 व्ही बाह्य उर्जा इंटरफेस आणि यूएसबी इंटरफेस. रेडिएशन चाचणीनंतर असे आढळले आहे की सुमारे 33 मेगाहर्ट्झ हार्मोनिक ध्वनी रेडिएशन समस्या आहे.

मूळ चाचणी डेटा खालीलप्रमाणे आहे:

पीसीबी क्रिस्टल 1

2. समस्येचे विश्लेषण करा

हे उत्पादन शेल स्ट्रक्चर प्लास्टिक शेल, नॉन-शील्डिंग मटेरियल, संपूर्ण चाचणी केवळ पॉवर कॉर्ड आणि यूएसबी केबल शेलच्या बाहेर आहे, हा हस्तक्षेप वारंवारता बिंदू पॉवर कॉर्ड आणि यूएसबी केबलद्वारे रेडिएट झाला आहे? म्हणून, पुढील चरणांची चाचणी घेण्यासाठी घेतली जाते:

(१) केवळ पॉवर कॉर्डवर चुंबकीय रिंग जोडा, चाचणी निकाल: सुधारणा स्पष्ट नाही;

(२) केवळ यूएसबी केबलवर चुंबकीय रिंग जोडा, चाचणी निकाल: सुधारणा अद्याप स्पष्ट नाही;

()) यूएसबी केबल आणि पॉवर कॉर्ड या दोहोंमध्ये चुंबकीय रिंग जोडा, चाचणी निकाल: सुधारणा स्पष्ट आहे, हस्तक्षेपाची एकूण वारंवारता कमी झाली.

वरून हे पाहिले जाऊ शकते की हस्तक्षेप वारंवारता बिंदू दोन इंटरफेसमधून बाहेर आणले जातात, जे पॉवर इंटरफेस किंवा यूएसबी इंटरफेसची समस्या नाही, परंतु अंतर्गत हस्तक्षेप वारंवारता दोन इंटरफेसमध्ये जोडली जाते. केवळ एक इंटरफेस ढाल करणे ही समस्या सोडवू शकत नाही.

जवळ-फील्ड मोजमापातून असे आढळले आहे की कोर कंट्रोल बोर्डमधील 32.768 केएचझेड क्रिस्टल ऑसीलेटर मजबूत स्थानिक रेडिएशन तयार करते, ज्यामुळे आसपासच्या केबल्स आणि जीएनडी जोड्या 32.768 केएचझेड हार्मोनिक ध्वनी होते, जे नंतर इंटरफेस यूएसबी केबल आणि पॉवर कॉर्डद्वारे जोडलेले आणि रेडिएटेड केले जाते. क्रिस्टल ऑसीलेटरच्या समस्या पुढील दोन समस्यांमुळे उद्भवतात:

(१) क्रिस्टल कंप प्लेटच्या काठाच्या अगदी जवळ आहे, जे क्रिस्टल कंप रेडिएशन आवाजाकडे नेणे सोपे आहे.

(२) क्रिस्टल ऑसीलेटरच्या खाली एक सिग्नल लाइन आहे, जी सिग्नल लाइन कपलिंग क्रिस्टल ऑसीलेटरच्या हार्मोनिक आवाजाकडे नेणे सोपे आहे.

()) फिल्टर घटक क्रिस्टल ऑसीलेटरच्या खाली ठेवला जातो आणि फिल्टर कॅपेसिटर आणि जुळणारे प्रतिरोध सिग्नलच्या दिशेने नुसार व्यवस्थित केले जात नाही, ज्यामुळे फिल्टर घटकाचा फिल्टरिंग प्रभाव अधिक खराब होतो.

3, समाधान

विश्लेषणानुसार, खालील प्रतिवाद प्राप्त केले जातात:

(१) सीपीयू चिपच्या जवळ असलेल्या क्रिस्टलचा फिल्टर कॅपेसिटन्स आणि जुळणारा प्रतिकार प्राधान्याने बोर्डच्या काठापासून दूर ठेवला जातो;

(२) क्रिस्टल प्लेसमेंट क्षेत्रात आणि खाली प्रोजेक्शन क्षेत्रात जमिनीवर न ठेवणे लक्षात ठेवा;

आणि

()) क्रिस्टल चिपच्या जवळ ठेवला आहे आणि दोघांमधील ओळ शक्य तितक्या लहान आणि सरळ आहे.

4. निष्कर्ष

आजकाल बर्‍याच सिस्टम्स क्रिस्टल ऑसीलेटर घड्याळाची वारंवारता जास्त आहे, हस्तक्षेप हार्मोनिक ऊर्जा मजबूत आहे; हस्तक्षेप हार्मोनिक्स केवळ इनपुट आणि आउटपुट लाइनमधूनच प्रसारित केले जात नाही तर अंतराळातून रेडिएटेड देखील केले जाते. जर लेआउट वाजवी नसेल तर जोरदार आवाज रेडिएशन समस्या निर्माण करणे सोपे आहे आणि इतर पद्धतींनी सोडवणे कठीण आहे. म्हणूनच, पीसीबी बोर्ड लेआउटमधील क्रिस्टल ऑसीलेटर आणि सीएलके सिग्नल लाइनच्या लेआउटसाठी हे फार महत्वाचे आहे.

क्रिस्टल ऑसीलेटरच्या पीसीबी डिझाइनवर टीप

(१) कपलिंग कॅपेसिटर शक्य तितक्या क्रिस्टल ऑसीलेटरच्या वीजपुरवठा पिनच्या जवळ असावा. स्थिती व्यवस्थित ठेवली पाहिजे: वीजपुरवठा प्रवाहाच्या दिशेने, सर्वात लहान क्षमतेसह कॅपेसिटर सर्वात मोठ्या ते सर्वात लहान पर्यंत ठेवावा.

(२) क्रिस्टल ऑसीलेटरचे शेल ग्राउंड करणे आवश्यक आहे, जे क्रिस्टल ऑसीलेटर बाहेरील बाजूस पसरते आणि क्रिस्टल ऑसीलेटरवरील बाह्य सिग्नलच्या हस्तक्षेपाचे संरक्षण देखील करू शकते.

()) मजला पूर्णपणे झाकलेला आहे हे सुनिश्चित करण्यासाठी क्रिस्टल ऑसीलेटरच्या खाली वायर करू नका. त्याच वेळी, क्रिस्टल ऑसीलेटरच्या 300 मिलच्या आत वायर करू नका, जेणेकरून क्रिस्टल ऑसीलेटरला इतर वायरिंग, डिव्हाइस आणि थरांच्या कामगिरीमध्ये हस्तक्षेप करण्यापासून रोखता येईल.

()) घड्याळ सिग्नलची ओळ शक्य तितक्या लहान असावी, ओळ विस्तीर्ण असावी आणि शिल्लक वायरिंगच्या लांबीमध्ये आणि उष्णतेच्या स्त्रोतापासून दूर शोधले पाहिजे.

()) क्रिस्टल ऑसीलेटर पीसीबी बोर्डच्या काठावर, विशेषत: बोर्ड कार्डच्या डिझाइनमध्ये ठेवू नये.

पीसीबी क्रिस्टल 2