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首頁(yè)晶振行業(yè)動(dòng)態(tài) PCB我們?cè)O(shè)計(jì)都不錯(cuò),為什么晶振這么難呢

PCB我們?cè)O(shè)計(jì)都不錯(cuò),為什么晶振這么難呢

來(lái)源:http://m.review-result.com 作者:億金電子 2021年12月17
    晶振被譽(yù)為“電子設(shè)備的心臟”,它是電子產(chǎn)品中最常用的不可或缺的組件,小到手機(jī)、電腦,大到導(dǎo)彈、衛(wèi)星都需要晶體振蕩器。作為PCB設(shè)計(jì)工程師,關(guān)于晶振的知識(shí)你一定得搞明白噢~

晶振電路的PCB設(shè)計(jì)
    位置要選對(duì):晶振內(nèi)部是石英晶體,如果不慎掉落或受不明撞擊,石英晶體易斷裂破損,所以晶振的放置遠(yuǎn)離板邊,靠近MCU的位置布局。
    兩靠近:耦合電容應(yīng)盡量靠近晶振的電源管腳,如果多個(gè)耦合電容,按照電源流入方向,依次容值從大到小擺放;晶振則要盡量的靠近MCU。
    走線短:所有連接晶振輸入/輸出端的導(dǎo)線盡量短,以減少噪聲干擾及分布電容對(duì)晶振的影響。
    高獨(dú)立:盡可能保證晶振周圍的沒有其他元件。防止器件之間的互相干擾,影響時(shí)鐘和其他信號(hào)的質(zhì)量。晶振周圍 1mm 禁布器件,0.5mm 禁布過(guò)孔走線,所有晶振下不打過(guò)孔(包括地過(guò)孔)。
    外殼要接地:晶振的外殼必須要接地,除了防止晶振向外輻射,也可以屏蔽外來(lái)的干擾。
晶振好比是單機(jī)片的心臟,如果沒有心臟起跳,單機(jī)片就無(wú)法完成工作。當(dāng)然,電子電路的設(shè)計(jì)并非速度越快越好,實(shí)際上是速度夠用就好,速度越快反而容易受到干擾,也容易成為影響外界的干擾源。

    在非業(yè)界人士看來(lái),電路制造和晶振制造基本就是一個(gè)東西,并且區(qū)別不大,和其他行業(yè)好友聊起來(lái),大家都不太知道元件制造的區(qū)別。
    但是在行業(yè)內(nèi)人士看來(lái),這根本是兩個(gè)行業(yè),這兩個(gè)行業(yè)相通卻又有些“截然不同”。
晶振的設(shè)計(jì)與制造:晶振為何要接兩個(gè)電容?
    在電氣上晶振可以等效成一個(gè)電容和一個(gè)電阻再串聯(lián)一個(gè)電容的二端網(wǎng)絡(luò),電工學(xué)上這個(gè)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)諧振點(diǎn),以頻率的高低分其中較低的頻率是串聯(lián)諧振,較高的頻率是并聯(lián)諧振。
晶振有一個(gè)重要的參數(shù),那就是負(fù)載電容值,選擇與負(fù)載電容值相等的并聯(lián)電容,就可以得到標(biāo)稱的諧振頻率。
    我們常把晶振比喻為數(shù)字電路的心臟,這是因?yàn)?,?shù)字電路的所有工作都離不開時(shí)鐘信號(hào),時(shí)鐘晶振型號(hào)直接控制著整個(gè)系統(tǒng),若晶振不運(yùn)作那么整個(gè)系統(tǒng)也就崩潰了,所以晶振決定了數(shù)字電路開始工作的先決條件。

    晶振電路內(nèi)部是一個(gè)反相器,反相器工作在放大區(qū),同時(shí)放大器的內(nèi)部還并聯(lián)一個(gè)電阻,這個(gè)電阻構(gòu)成了反饋電路,同時(shí)也是用來(lái)調(diào)整晶振的工作點(diǎn)的。一般情況下用戶不需要在外部電路再加入OSC1和OSC2的并聯(lián)電阻,但還是可以在需要的情況下通過(guò)在外部并聯(lián)電阻(一般來(lái)說(shuō)阻值為M級(jí))來(lái)對(duì)放大器的工作點(diǎn)進(jìn)行微調(diào)。還有一個(gè)方法是在晶振的放大器輸出管腳上串一個(gè)電阻。這個(gè)電阻一般有兩個(gè)作用,一個(gè)作用是用來(lái)做選頻,另一個(gè)作用是限制晶振驅(qū)動(dòng)電路的輸出電流,保證晶振工作在一個(gè)穩(wěn)定的頻點(diǎn)上,不會(huì)把晶振燒壞。
    晶振的設(shè)計(jì)和制造沒有很難啦,需要的是細(xì)節(jié),是不浮躁的人心,承載著復(fù)興夢(mèng)想的前行。
 
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