We vergelijken de kristaloscillator vaak met het hart van het digitale circuit, omdat al het werk van het digitale circuit onafscheidelijk is van het kloksignaal en de kristaloscillator direct het hele systeem regelt. Als de kristaloscillator niet werkt, wordt het hele systeem verlamd, dus de kristaloscillator is de voorwaarde voor het digitale circuit om te beginnen met werken.

De Crystal Oscillator is, zoals we vaak zeggen, een kwartskristaloscillator en een kwartskristalresonator. Ze zijn beide gemaakt van het piëzo -elektrische effect van kwartskristallen. Het aanbrengen van een elektrisch veld op de twee elektroden van een kwartskristal veroorzaakt mechanische vervorming van het kristal, terwijl het uitoefenen van mechanische druk op beide zijden ervoor zorgt dat een elektrisch veld in het kristal opkomt. En beide fenomenen zijn omkeerbaar. Met behulp van deze eigenschap worden afwisselend spanningen toegepast op beide zijden van het kristal en de wafer trilt mechanisch, en genereren ze afwisselende elektrische velden. Dit soort trillingen en elektrisch veld zijn over het algemeen klein, maar bij een bepaalde frequentie zal de amplitude aanzienlijk worden verhoogd, wat piëzo -elektrische resonantie is, vergelijkbaar met de LC -lusresonantie die we vaak zien.

Hoe speelt de Crystal Oscillator als het hart van het digitale circuit een rol in slimme producten? Smart home zoals airconditioning, gordijnen, beveiliging, monitoring en andere producten, hebben allemaal een draadloze transmissiemodule nodig, ze via Bluetooth, WiFi of Zigbee -protocol, de module van het ene uiteinde naar het andere uiteinde, of direct via de mobiele telefoonbesturing De draadloze module is de kerncomponent, die de stabiliteit van het hele systeem beïnvloedt, dus kies het systeem om de kristaloscillator te gebruiken. Bepaalt het succes of falen van digitale circuits.

Vanwege het belang van Crystal Oscillator in Digital Circuit, moeten we voorzichtig zijn bij het gebruik en ontwerpen:

1. Er zijn kwartskristallen in de kristal -oscillator, wat gemakkelijk is om kwartskristalbreuk en schade te veroorzaken wanneer deze wordt beïnvloed of door de buitenkant wordt gedropt, en vervolgens kan de kristaloscillator niet worden getribreerd. Daarom moet de betrouwbare installatie van de kristaloscillator worden overwogen bij het ontwerp van het circuit en moet de positie ervan niet dicht mogelijk bij de plaatrand en de apparatuurschil liggen.

2. Let op de lastemperatuur bij het lassen met de hand of de machine. Crystal -trillingen is gevoelig voor temperatuur, de lastemperatuur moet niet te hoog zijn en de verwarmingstijd moet zo kort mogelijk zijn.

Redelijke lay -out van de kristaloscillator kan de interferentie van de systeemstraling onderdrukken.

1. Probleembeschrijving

Het product is een veldcamera, die uit vijf delen binnen bestaat: kernbesturingsbord, sensorbord, camera, SD -geheugenkaart en batterij. De schaal is plastic schaal en het kleine bord heeft slechts twee interfaces: DC5V externe stroominterface en USB -interface voor gegevensoverdracht. Na de stralingstest wordt gevonden dat er ongeveer 33 MHz harmonisch geluidsstralingsprobleem is.

De originele testgegevens zijn als volgt:

2. Analyseer het probleem

Deze productschaalstructuur plastic schaal, niet-afgescheiden materiaal, het hele test alleen netsnoer en USB-kabel uit de schaal, is het het interferentiefrequentiepunt wordt uitgestraald door het netsnoer en de USB-kabel? Daarom worden de volgende stappen ondernomen om te testen:

(1) Voeg alleen de magnetische ring toe aan het netsnoer, testresultaten: de verbetering is niet duidelijk;

(2) Voeg alleen een magnetische ring toe op USB -kabel, testresultaten: de verbetering is nog steeds niet duidelijk;

(3) Voeg de magnetische ring toe aan zowel USB -kabel als het netsnoer, testresultaten: de verbetering is duidelijk, de totale interferentiefrequentie neemt af.

Uit het bovenstaande is te zien dat de interferentiefrequentiepunten worden gebracht uit de twee interfaces, wat niet het probleem is van de stroominterface of USB -interface, maar de interne interferentiefrequentiepunten gekoppeld aan de twee interfaces. Het beschermen van slechts één interface kan het probleem niet oplossen.

Door middel van bijna-veldmeting blijkt dat een 32.768 kHz kristaloscillator uit de kernregelingsbord sterke ruimtelijke straling genereert, waardoor de omliggende kabels en GND gekoppeld 32.768 kHz harmonische ruis worden netsnoer. De problemen van de Crystal Oscillator worden veroorzaakt door de volgende twee problemen:

(1) De kristalvibratie is te dicht bij de rand van de plaat, wat gemakkelijk te leiden is tot de kristaltrillingsstralingsgeluid.

(2) Er is een signaallijn onder de kristal -oscillator, die gemakkelijk te leiden is tot de harmonische ruis van de signaallijnkoppelingskristaloscillator.

(3) Het filterelement wordt onder de kristaloscillator geplaatst en de filtercondensator en bijpassende weerstand zijn niet gerangschikt volgens de signaalrichting, waardoor het filteringseffect van het filterelement slechter wordt.

3, de oplossing

Volgens de analyse worden de volgende tegenmaatregelen verkregen:

(1) de filtercapaciteit en bijpassende weerstand van het kristal dicht bij de CPU -chip worden bij voorkeur weg van de rand van het bord geplaatst;

(2) vergeet niet om niet in het gebied van de kristalplaatsingsgebied en het projectiegebied hieronder te leggen;

(3) de filtercapaciteit en bijpassende weerstand van het kristal zijn gerangschikt volgens de signaalrichting en netjes en compact geplaatst bij het kristal;

(4) Het kristal wordt in de buurt van de chip geplaatst en de lijn tussen de twee is zo kort en recht mogelijk.

4. Conclusie

Tegenwoordig is veel systemen kristal oscillator klokfrequentie hoog, interferentie -harmonische energie is sterk; Interferentie -harmonischen worden niet alleen verzonden uit de invoer- en uitgangsregels, maar ook uit de ruimte uitgestraald. Als de lay -out niet redelijk is, is het gemakkelijk om een ​​sterk probleem met ruisstraling te veroorzaken en is het moeilijk om op te lossen met andere methoden. Daarom is het erg belangrijk voor de lay -out van kristaloscillator en CLK -signaallijn in de lay -out van de PCB -bord.

Opmerking over PCB -ontwerp van Crystal Oscillator

(1) De koppelingscondensator moet zo dicht mogelijk bij de voedingspen van de kristaloscillator zijn. De positie moet in volgorde worden geplaatst: Volgens de instroomrichting van de voeding moet de condensator met de kleinste capaciteit in volgorde van de grootste naar de kleinste worden geplaatst.

(2) De schaal van de kristaloscillator moet worden geaard, die de kristaloscillator naar buiten kan uitstralen en ook de interferentie van externe signalen op de kristaloscillator kan beschermen.

(3) Draad niet onder de kristaloscillator om ervoor te zorgen dat de vloer volledig is bedekt. Draad tegelijkertijd niet binnen 300 miljoen van de kristaloscillator, om te voorkomen dat de kristaloscillator de prestaties van andere bedrading, apparaten en lagen verstoort.

(4) De lijn van het kloksignaal moet zo kort mogelijk zijn, de lijn moet breder zijn en de balans moet worden gevonden in de lengte van de bedrading en weg van de warmtebron.

(5) De kristaloscillator mag niet op de rand van de PCB -kaart worden geplaatst, vooral bij het ontwerp van de kaartkaart.