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Diseño electrónico
Aplicación del Oscilador de cristal y diseño razonable de PCB
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Aplicación del Oscilador de cristal y diseño razonable de PCB

Aplicación del Oscilador de cristal y diseño razonable de PCB

2021-12-28
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Author:pcb

ApliCación y selección razonaBle del Oscilador de cristal PCB Board Diseño

A menudo comparamos un Oscilador de cristal con el núcleo de un circuito digital. Esto se debe a que todos los circuitos digitales funcionan sin señales de reloj. El Oscilador de cristal controla directamente todo el sistema. Si el Oscilador de cristal no funciona, todo el sistema se paralizará, por lo que el Oscilador de cristal es un requisito previo para que el circuito digital comience a funcionar. Los osciladores de cristal de los que a menudo hablamos son osciladores de cristal de cuarzo y resonadores de cristal de cuarzo. Todos están hechos del efecto piezoeléctrico del cristal de cuarzo. El campo eléctrico aplicado a los dos electrodos del cristal de cuarzo causará la deformación mecánica del cristal. Por el contrario, si se aplica presión mecánica a ambos lados del cristal, se genera un campo eléctrico en el cristal. Además, ambos fenómenos son reversibles. Utilizando esta característica, la oblea producirá vibraciones mecánicas cuando se aplique tensión de ca a ambos lados del cristal. Al mismo tiempo, se genera un campo eléctrico alterno. La vibración y el campo eléctrico son generalmente pequeños, pero la amplitud aumenta significativamente a cierta frecuencia. Es una resonancia piezoeléctrica, similar a la resonancia de un Circuito LC ordinario.

PCB Board

Como núcleo del circuito digital, Cómo funcionan los osciladores de cristal en productos inteligentes? Para productos domésticos inteligentes, como aire acondicionado, Cortina, Seguridad, Supervisión, Etc.., Módulo de transmisión inalámbrica requerido. Envían módulos de un extremo al otro a través de protocolos como Bluetooth, Wifi o ZigBee, O directamente a través del control del teléfono móvil, El Oscilador de cristal es un componente del módulo inalámbrico. Estabilidad de todo el sistema, Por lo tanto, seleccione el Oscilador de cristal utilizado en el sistema, Determinar el éxito o el fracaso de los circuitos digitales.

Debido a la importancia del Oscilador de cristal en el circuito digital, Tenemos que tener cuidado al usarlo y usarlo. Diseñoing:
1) There is a quartz crystal inside the crystal oscillator. Cuando se somete a un impacto externo o a una caída, Puede causar que el cristal de cuarzo se rompa continuamente., Esto hará que el Oscilador de cristal no vibre.. Así que..., Cuando sea necesario, debe tenerse en cuenta la instalación fiable del Oscilador de cristal. DiseñoCorta el circuito.
2) Pay attention to the welding temperature during manual welding or machine welding. Oscilador de cristal sensible a la temperatura, La temperatura de soldadura no debe ser demasiado alta, El tiempo de calentamiento debe ser lo más corto posible? Una disposición razonable del Oscilador de cristal puede suprimir la interferencia de radiación del sistema.

1. Problem description
This product is a field Cámara, El interior se divide en cinco Partes: tablero de control, Tablero de sensores, camera, Tarjeta de memoria SD y batería. La carcasa es una carcasa de plástico. El tablero sólo tiene dos interfaces: la interfaz de alimentación externa dc5v y la interfaz USB para la transmisión de datos. Después del ensayo de radiación, Se encuentra que la radiación de ruido armónico existe cerca de 33 MHz..

2. Analyze the Problema
The shell structure of this product is made of a non-shielding material. En la prueba de la máquina, sólo el cable de alimentación y el cable USB salen de la carcasa. Es la frecuencia de interferencia de la radiación del cable de alimentación y el cable USB? Así que..., a few steps were tested separately:
(1) Only add a magnetic ring to the power cord, the test result: the improvement is not obvious;
(2) Only add a magnetic ring to the USB cable, the test result: the improvement is still not obvious;
(3) A magnetic ring is added to both the USB cable and the power cable. Resultado de la prueba: el efecto de mejora es obvio, Y la frecuencia total de interferencia disminuye. Como puede ver arriba, la frecuencia de interferencia proviene de dos interfaces. Esto no es un problem a con la interfaz de potencia o USB, Pero la frecuencia de interferencia interna está acoplada a estas dos interfaces. Enmascarar sólo una interfaz no resuelve este problema. problem. Después de la medición de campo cercano, Frecuencia de interferencia encontrada de 32.Oscilador de cristal de 768 kHz para tablero de control, Producir una fuerte radiación espacial, Por lo tanto, las trazas circundantes y gnd están acopladas a 32.Ruido armónico de 768 kHz, A continuación, la radiación de acoplamiento entre el cable USB y el cable de alimentación a través de la interfaz . The problem with this crystal is caused by the following two problems:
a. Oscilador de cristal demasiado cerca del borde de la placa de circuito, Esto puede conducir fácilmente al ruido del Oscilador de cristal.
b. Hay una línea de señal debajo del Oscilador de cristal, Esto puede conducir fácilmente al ruido armónico del Oscilador de cristal acoplado a la línea de señal.
c. El dispositivo de filtrado se coloca debajo del Oscilador de cristal, La Capacitancia filtrada y la resistencia coincidente no se establecen de acuerdo con la dirección de flujo de la señal, Esto hace que el efecto filtrante del dispositivo filtrante sea peor.

3. Solution
According to the analysis, the following countermeasures are drawn:
(1) The filter capacitor and matching resistor of the crystal should be placed close to the CPU chip first, away from the edge of the board;
(2) Remember not to place the ground in the crystal placement area and the projection area below;
(3) The filter capacitors and matching resistors of the crystal are arranged according to the signal flow direction, and they are placed neatly and compactly near the crystal;
(4) Place the crystal close to the chip, El cableado entre los dos debe ser lo más corto y recto posible..

4. Conclusion
Nowadays, Muchos osciladores de cristal del sistema tienen alta frecuencia de reloj y alta energía armónica de interferencia. Los armónicos de interferencia se transmiten no sólo de sus dos trayectorias de entrada y salida, Pero también hay radiación del Espacio. Si el diseño no es razonable, Puede ser muy poderoso.. El problema de la radiación acústica es difícil de resolver de otra manera, Así que el Oscilador de cristal y la línea de reloj.
Prevención PCB Board Diseño of crystal oscillator
(1) The coupling capacitor should be placed as close as possible to the power pin of the crystal oscillator, Y el orden de colocación: según la dirección de la fuente de alimentación, Reducir la Capacitancia del máximo al mínimo, and the
capacitance value of the capacitor is close to the power pin.
(2) The shell of the crystal oscillator must be grounded, Puede irradiar desde el Oscilador de cristal, y también puede bloquear la interferencia de la señal externa al Oscilador de cristal.
(3) Do not wire under the crystal oscillator, Asegúrese de que el suelo está completamente pavimentado, No cablear en el rango de 300 mm del Oscilador de cristal, Para evitar que el Oscilador de cristal interfiera con el rendimiento de otros cables, Equipo y capas.
(4) The trace of the clock signal should be as short as possible, Y el ancho de línea debe ser mayor. Encontrar el equilibrio entre la longitud del cableado y la distancia a la fuente de calor.
(5) Do not place the crystal oscillator on the edge of the PCB Board. Preste especial atención a esto cuando sea necesario DiseñoPoner PCB Board.