Ne shpesh e krahasojmë oshilatorin kristal me zemrën e qarkut dixhital, sepse e gjithë puna e qarkut dixhital është e pandashme nga sinjali i orës, dhe oshilatori kristal kontrollon drejtpërdrejt të gjithë sistemin. Nëse oshilatori kristal nuk funksionon, i gjithë sistemi do të paralizohet, kështu që oshilatori kristal është parakusht që qarku dixhital të fillojë të punojë.

Oscilatori kristal, siç themi shpesh, është një oshilator kristal kuarci dhe një rezonator kristal kuarci. Të dy janë bërë nga efekti piezoelektrik i kristaleve të kuarcit. Zbatimi i një fushe elektrike në dy elektrodat e një kristali kuarci shkakton deformim mekanik të kristalit, ndërsa aplikimi i presionit mekanik në të dy anët shkakton një fushë elektrike të shfaqet në kristal. Dhe të dyja këto dukuri janë të kthyeshme. Duke përdorur këtë veti, tensionet alternative aplikohen në të dy anët e kristalit dhe vaferi vibron mekanikisht, si dhe gjeneron fusha elektrike të alternuara. Ky lloj vibrimi dhe fusha elektrike janë përgjithësisht të vogla, por në një frekuencë të caktuar, amplituda do të rritet ndjeshëm, e cila është rezonancë piezoelektrike, e ngjashme me rezonancën e lakut LC që shohim zakonisht.

Si zemra e qarkut dixhital, si luan një rol oshilatori kristal në produktet inteligjente? Shtëpitë inteligjente si ajri i kondicionuar, perdet, siguria, monitorimi dhe produkte të tjera, të gjitha kanë nevojë për modul transmetimi pa tel, ato përmes Bluetooth, WIFI ose protokollit ZIGBEE, modulit nga një skaj në skajin tjetër, ose direkt përmes kontrollit të telefonit celular, dhe moduli wireless është komponenti kryesor, që ndikon në stabilitetin e të gjithë sistemit, kështu që zgjidhni sistemin për të përdorur oshilatorin kristal. Përcakton suksesin ose dështimin e qarqeve dixhitale.

Për shkak të rëndësisë së oshilatorit kristal në qarkun dixhital, duhet të jemi të kujdesshëm gjatë përdorimit dhe projektimit:

1. Ka kristale kuarci në oshilatorin e kristalit, i cili është i lehtë të shkaktojë thyerje dhe dëmtim të kristalit të kuarcit kur goditet ose bie nga jashtë, dhe më pas oshilatori i kristalit nuk mund të vibrohet. Prandaj, instalimi i besueshëm i oshilatorit kristal duhet të merret parasysh në hartimin e qarkut, dhe pozicioni i tij nuk duhet të jetë sa më afër skajit të pllakës dhe guaskës së pajisjes.

2. Kushtojini vëmendje temperaturës së saldimit kur saldoni me dorë ose me makinë. Dridhja e kristalit është e ndjeshme ndaj temperaturës, temperatura e saldimit nuk duhet të jetë shumë e lartë dhe koha e ngrohjes duhet të jetë sa më e shkurtër që të jetë e mundur.

Paraqitja e arsyeshme e oshilatorit kristal mund të shtypë ndërhyrjen e rrezatimit të sistemit.

1. Përshkrimi i problemit

Produkti është një aparat fotografik në terren, i cili përbëhet nga pesë pjesë brenda: bordi i kontrollit bërthamor, bordi i sensorit, kamera, karta e kujtesës SD dhe bateria. Predha është guaskë plastike, dhe bordi i vogël ka vetëm dy ndërfaqe: ndërfaqen e jashtme të energjisë DC5V dhe ndërfaqen USB për transmetimin e të dhënave. Pas testit të rrezatimit, konstatohet se ka rreth 33 MHz problem me zhurmën harmonike të rrezatimit.

Të dhënat origjinale të testit janë si më poshtë:

2. Analizoni problemin

Kjo strukturë e guaskës së produktit guaskë plastike, material jo mbrojtës, i gjithë testi vetëm kordoni i energjisë dhe kablloja USB nga guaska, a është pika e frekuencës së ndërhyrjes rrezatohet nga kordoni i energjisë dhe kablloja USB? Prandaj, hapat e mëposhtëm ndërmerren për të testuar:

(1) Shtoni unazën magnetike vetëm në kordonin e energjisë, rezultatet e testimit: përmirësimi nuk është i dukshëm;

(2) Shtoni vetëm unazë magnetike në kabllon USB, rezultatet e testimit: përmirësimi ende nuk është i dukshëm;

(3) Shtoni unazën magnetike si në kabllon USB ashtu edhe në kordonin e rrymës, rezultatet e testimit: përmirësimi është i dukshëm, frekuenca e përgjithshme e ndërhyrjeve është ulur.

Nga sa më sipër mund të shihet se pikat e frekuencës së ndërhyrjes janë nxjerrë nga dy ndërfaqet, gjë që nuk është problemi i ndërfaqes së energjisë ose ndërfaqes USB, por pikave të frekuencës së interferencës së brendshme të shoqëruara me dy ndërfaqet. Mbrojtja e vetëm një ndërfaqeje nuk mund ta zgjidhë problemin.

Nëpërmjet matjes në fushë të afërt, zbulohet se një oshilator kristal 32,768 KHz nga bordi i kontrollit bërthamor gjeneron rrezatim të fortë hapësinor, i cili i bën kabllot përreth dhe zhurmën harmonike GND të shoqëruar 32,768 KHz, e cila më pas bashkohet dhe rrezatohet përmes kabllos USB të ndërfaqes dhe kordonin e rrymës. Problemet e oshilatorit kristal shkaktohen nga dy problemet e mëposhtme:

(1) Dridhja e kristalit është shumë afër skajit të pllakës, e cila është e lehtë të çojë në zhurmën e rrezatimit të dridhjeve të kristalit.

(2) Ekziston një linjë sinjali nën oshilatorin kristal, e cila është e lehtë të çojë në zhurmën harmonike të oshilatorit kristal bashkues të linjës së sinjalit.

(3) Elementi i filtrit vendoset nën oshilatorin kristal, dhe kondensatori i filtrit dhe rezistenca e përputhjes nuk janë rregulluar sipas drejtimit të sinjalit, gjë që e bën efektin filtrues të elementit të filtrit më keq.

3, zgjidhja

Sipas analizës, janë marrë kundërmasat e mëposhtme:

(1) Kapaciteti i filtrit dhe rezistenca përputhëse e kristalit afër çipit të CPU-së vendosen në mënyrë preferenciale larg skajit të tabelës;

(2) Mos harroni të mos vendosni tokë në zonën e vendosjes së kristaleve dhe zonën e projektimit më poshtë;

(3) Kapaciteti i filtrit dhe rezistenca e përputhjes së kristalit janë rregulluar sipas drejtimit të sinjalit dhe vendosen mirë dhe kompakt pranë kristalit;

(4) Kristali vendoset pranë çipit dhe linja midis të dyve është sa më e shkurtër dhe e drejtë që të jetë e mundur.

4. Përfundim

Në ditët e sotme shumë sisteme frekuenca e orës oshilator kristal është e lartë, energjia harmonike e ndërhyrjes është e fortë; Harmonikët e ndërhyrjes nuk transmetohen vetëm nga linjat hyrëse dhe dalëse, por rrezatohen edhe nga hapësira. Nëse faqosja nuk është e arsyeshme, është e lehtë të shkaktohet një problem i fortë i rrezatimit të zhurmës dhe është e vështirë të zgjidhet me metoda të tjera. Prandaj, është shumë e rëndësishme për paraqitjen e oshilatorit kristal dhe linjës së sinjalit CLK në paraqitjen e pllakës PCB.

Shënim për dizajnin e PCB-ve të oshilatorit kristal

(1) Kondensatori i bashkimit duhet të jetë sa më afër kunjit të furnizimit me energji të oshilatorit kristal. Pozicioni duhet të vendoset në rregull: sipas drejtimit të hyrjes së furnizimit me energji elektrike, kondensatori me kapacitet më të vogël duhet të vendoset në rend nga më i madhi tek më i vogli.

(2) Predha e oshilatorit kristal duhet të jetë e tokëzuar, e cila mund të rrezatojë oshilatorin kristal nga jashtë, dhe gjithashtu mund të mbrojë ndërhyrjen e sinjaleve të jashtme në oshilatorin kristal.

(3) Mos lidhni tela nën oshilatorin kristal për të siguruar që dyshemeja të jetë plotësisht e mbuluar. Në të njëjtën kohë, mos lidhni tela brenda 300 milje nga oshilatori kristal, në mënyrë që të parandaloni që oshilatori kristal të ndërhyjë në performancën e instalimeve elektrike, pajisjeve dhe shtresave të tjera.

(4) Linja e sinjalit të orës duhet të jetë sa më e shkurtër, linja duhet të jetë më e gjerë dhe ekuilibri duhet të gjendet në gjatësinë e instalimeve elektrike dhe larg burimit të nxehtësisë.

(5) Oscilatori kristal nuk duhet të vendoset në skajin e tabelës së PCB-së, veçanërisht në dizajnin e kartës së tabelës.