Biz ko'pincha kristall osilatorni raqamli kontaktlarning zanglashiga olib solishtiramiz, chunki raqamli sxemaning barcha ishi soat signalidan ajralmas va kristall osilator butun tizimni bevosita boshqaradi. Agar kristall osilator ishlamasa, butun tizim falaj bo'ladi, shuning uchun kristall osilator raqamli kontaktlarning zanglashiga olib kirishi uchun zaruriy shartdir.
Kristalli osilator, biz tez-tez aytganimizdek, kvarts kristalli osilatori va kvarts kristalli rezonatoridir. Ularning ikkalasi ham kvarts kristallarining piezoelektrik ta'siridan qilingan. Kvars kristalining ikkita elektrodiga elektr maydonini qo'llash kristalning mexanik deformatsiyasiga olib keladi, har ikki tomonga mexanik bosim o'tkazish esa kristallda elektr maydonining paydo bo'lishiga olib keladi. Va bu ikkala hodisa ham teskari. Bu xususiyatdan foydalanib, kristallning ikkala tomoniga o'zgaruvchan kuchlanishlar qo'llaniladi va gofret mexanik ravishda tebranadi, shuningdek, o'zgaruvchan elektr maydonlarini hosil qiladi. Bunday tebranish va elektr maydoni odatda kichikdir, lekin ma'lum bir chastotada amplituda sezilarli darajada oshadi, bu biz odatda ko'rgan LC pastadir rezonansiga o'xshash piezoelektrik rezonansdir.
Raqamli kontaktlarning zanglashiga olib, kristalli osilator aqlli mahsulotlarda qanday rol o'ynaydi? Konditsioner, pardalar, xavfsizlik, monitoring va boshqa mahsulotlar kabi aqlli uy simsiz uzatish moduliga muhtoj, ular Bluetooth, WIFI yoki ZIGBEE protokoli, modul bir uchidan ikkinchi uchiga yoki to'g'ridan-to'g'ri mobil telefon boshqaruvi orqali va simsiz modul asosiy komponent bo'lib, butun tizimning barqarorligiga ta'sir qiladi, shuning uchun kristall osilatorni ishlatish uchun tizimni tanlang. Raqamli sxemalarning muvaffaqiyatli yoki muvaffaqiyatsizligini aniqlaydi.
Raqamli kontaktlarning zanglashiga olib kirishda kristall osilatorning ahamiyati tufayli biz foydalanish va loyihalashda ehtiyot bo'lishimiz kerak:
1. Kristalli osilatorda kvarts kristallari mavjud bo'lib, u tashqi tomondan ta'sirlanganda yoki tushganda kvarts kristalining sinishi va shikastlanishiga olib kelishi oson, keyin kristall osilator tebranishi mumkin emas. Shuning uchun, sxemani loyihalashda kristall osilatorning ishonchli o'rnatilishini hisobga olish kerak va uning pozitsiyasi imkon qadar plastinka chetiga va jihoz qobig'iga yaqin bo'lmasligi kerak.
2. Qo'lda yoki mashinada payvandlashda payvandlash haroratiga e'tibor bering. Kristal tebranish haroratga sezgir, payvandlash harorati juda yuqori bo'lmasligi kerak va isitish vaqti imkon qadar qisqa bo'lishi kerak.
Oqilona kristall osilator sxemasi tizim radiatsiya shovqinini bostirishi mumkin.
1. Muammoning tavsifi
Mahsulot dala kamerasi bo'lib, uning ichida besh qismdan iborat: asosiy boshqaruv paneli, sensorli plata, kamera, SD xotira kartasi va batareya. Qobiq plastik qobiqdir va kichik taxtada faqat ikkita interfeys mavjud: DC5V tashqi quvvat interfeysi va ma'lumotlarni uzatish uchun USB interfeysi. Radiatsiya sinovidan so'ng, taxminan 33 MGts harmonik shovqin nurlanish muammosi mavjudligi aniqlandi.
Dastlabki sinov ma'lumotlari quyidagicha:
2. Muammoni tahlil qiling
Ushbu mahsulot qobig'ining tuzilishi plastik qobiq, ekranlanmaydigan material, butun sinov faqat quvvat kabeli va qobiqdan tashqaridagi USB kabeli, shovqin chastotasi nuqtasi quvvat kabeli va USB kabeli orqali tarqaladimi? Shuning uchun sinov uchun quyidagi qadamlar qo'yiladi:
(1) Magnit halqani faqat quvvat simiga qo'shing, sinov natijalari: yaxshilanish aniq emas;
(2) USB kabeliga faqat magnit uzuk qo'shing, sinov natijalari: yaxshilanish hali ham aniq emas;
(3) USB kabeliga ham, quvvat simiga ham magnit uzuk qo'shing, sinov natijalari: yaxshilanish aniq, shovqinning umumiy chastotasi kamaydi.
Yuqoridagilardan ko'rinib turibdiki, shovqin chastotasi nuqtalari ikkita interfeysdan chiqariladi, bu quvvat interfeysi yoki USB interfeysi muammosi emas, balki ikkita interfeysga ulangan ichki shovqin chastotasi nuqtalari. Faqat bitta interfeysni himoya qilish muammoni hal qila olmaydi.
Yaqin maydonni o'lchash orqali, yadro boshqaruv panelidagi 32,768 KHz kristalli osilator kuchli fazoviy nurlanish hosil qilishi aniqlandi, bu esa atrofdagi kabellar va GND bilan bog'langan 32,768 KHz harmonik shovqinni hosil qiladi, keyin u USB kabeli orqali ulanadi va tarqaladi. quvvat simi. Kristal osilatorning muammolari quyidagi ikkita muammodan kelib chiqadi:
(1) Kristal tebranish plastinkaning chetiga juda yaqin, bu esa kristall tebranish radiatsiya shovqiniga olib kelishi oson.
(2) Kristalli osilator ostida signal chizig'i mavjud bo'lib, u signal chizig'ini ulash kristalli osilatorining harmonik shovqiniga olib kelishi oson.
(3) Filtr elementi kristall osilator ostiga joylashtiriladi va filtr kondansatörü va mos keladigan qarshilik signal yo'nalishi bo'yicha tartibga solinmaydi, bu filtr elementining filtrlash ta'sirini yomonlashtiradi.
3, yechim
Tahlillarga ko'ra, quyidagi qarshi choralar olinadi:
(1) Protsessor chipiga yaqin bo'lgan kristalning filtr sig'imi va mos keladigan qarshiligi taxtaning chetidan uzoqroqda joylashgan;
(2) Kristalni joylashtirish maydoniga va pastdagi proyeksiya maydoniga zamin qo'ymaslikni unutmang;
(3) Kristalning filtr sig'imi va mos keladigan qarshiligi signal yo'nalishi bo'yicha tartibga solinadi va kristall yaqinida toza va ixcham joylashtiriladi;
(4) Kristal chipning yaqiniga joylashtiriladi va ikkalasi orasidagi chiziq imkon qadar qisqa va tekis bo'ladi.
4. Xulosa
Hozirgi vaqtda ko'plab tizimlar kristalli osilatorning soat chastotasi yuqori, shovqin harmonik energiyasi kuchli; Interferentsiya garmoniklari nafaqat kirish va chiqish liniyalaridan uzatiladi, balki kosmosdan ham nurlanadi. Agar tartib oqilona bo'lmasa, kuchli shovqin radiatsiya muammosini keltirib chiqarish oson va boshqa usullar bilan hal qilish qiyin. Shuning uchun, PCB platasi tartibida kristall osilator va CLK signal liniyasining joylashuvi uchun juda muhimdir.
Kristalli osilatorning PCB dizayni haqida eslatma
(1) Birlashtiruvchi kondansatkich kristall osilatorning quvvat manbai piniga iloji boricha yaqin bo'lishi kerak. Joyni tartibda joylashtirish kerak: elektr ta'minotining kirish yo'nalishi bo'yicha, eng kichik sig'imga ega bo'lgan kondansatör eng kattadan eng kichigigacha joylashtirilishi kerak.
(2) Kristal osilatorning qobig'i tuproqli bo'lishi kerak, bu kristall osilatorni tashqariga chiqarishi mumkin, shuningdek, kristall osilatordagi tashqi signallarning aralashuvini himoya qilishi mumkin.
(3) Zamin to'liq qoplanishini ta'minlash uchun kristall osilator ostida sim o'tkazmang. Shu bilan birga, kristall osilator boshqa simlar, qurilmalar va qatlamlarning ishlashiga xalaqit bermasligi uchun kristall osilatordan 300mil masofada sim ulamang.
(4) Soat signalining chizig'i imkon qadar qisqa bo'lishi kerak, chiziq kengroq bo'lishi kerak va muvozanat simlarning uzunligida va issiqlik manbasidan uzoqda bo'lishi kerak.
(5) Kristalli osilatorni tenglikni kartasining chetiga, ayniqsa, taxta kartasi dizaynida qo'ymaslik kerak.
