晶振 PCB設(shè)計
印制電路板(PCB)是電子產(chǎn)品中電路元件和器件的支撐件.它提供電路元件和器件之間的電氣連接。隨著電于技術(shù)的飛速發(fā)展,PCB的密度越來越高。PCB設(shè)計的好壞對抗干擾能力影響很大.因此,在進(jìn)行PCB設(shè)計時.必須遵守PCB設(shè)計的一般原則,并應(yīng)符合抗干擾設(shè)計的要求。首先,要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過大時,印制線條長,阻抗增加,抗噪聲能力下降,成本也增加;過小,則散熱不好,且鄰近線條易受干擾。在確定PCB尺寸后.再確定特殊元件的位置。最后,根據(jù)電路的功能單元,對電路的全部元器件進(jìn)行布局。
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時鐘源通常是系統(tǒng)中最嚴(yán)重的EMI輻射源,如果接長線,其結(jié)果是長線就成了天線,這在很多應(yīng)用中是不準(zhǔn)許的,所有時鐘源都必須盡量靠近相關(guān)器件,必要時用多個時鐘源,不得以下可以采用多層PCB將時鐘連線屏蔽(但這種方法只有在不得以下為之,而且成本未必低于多時鐘(多層PCB的價格明顯高于雙面板),要過某些強制標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品盡量不要這么干)。有源晶振的輸出一般是標(biāo)準(zhǔn)TTL規(guī)格,至于能驅(qū)動多少芯片要看這些芯片的特性。
晶振和芯片的距離一般要盡量靠近,一般指的是無源晶振,那么有源的晶振布線有什么要求嗎?有源晶振能驅(qū)動多少個芯片呢?
有源晶振也不能輸出接長線
時鐘源通常是系統(tǒng)中最嚴(yán)重的EMI輻射源,如果接長線,其結(jié)果是長線就成了天線,這在很多應(yīng)用中是不準(zhǔn)許的,所有時鐘源都必須盡量靠近相關(guān)器件,必要時用多個時鐘源,不得以下可以采用多層PCB將時鐘連線屏蔽。有源晶振的輸出一般是標(biāo)準(zhǔn)TTL規(guī)格,至于能驅(qū)動多少芯片要看這些芯片的特性。
時鐘布哪一層?
夾心層,其上下都是覆地
但這種方法只有在不得以下為之,而且成本未必低于多時鐘(多層PCB的價格明顯高于雙面板),要過某些強制標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品盡量不要這么干。
1. Crystal下不可走線,電路儘量靠近chip端。
2. trace儘量短,與其他信號需20mil間距,最好使用ground trace與其他信號隔離。
3.Crystal底下儘量不要走線。 如果實在要走線的話, 不能走線進(jìn)Crystal pin腳周圍50mil之內(nèi)。 尤其避免高速訊號。
晶振信號線盡可能短,需要包地(因為有噪聲,本質(zhì)就是怕它影響到別人,或者怕別人影響到他)。盡可能不穿孔,以為一個過孔會有0.5pF的寄生電容,另外,走線粗細(xì)要一致
晶振的選擇和PCB布局(一)
晶體的選擇和PCB板布局會對VCXO、CLK發(fā)生器的性能參數(shù)產(chǎn)生一定的影響。選擇晶體時,除了頻率、封裝、精度和工作溫度范圍,在VCXO應(yīng)用中還應(yīng)注意等效串聯(lián)電阻和負(fù)載電容。串聯(lián)電阻導(dǎo)致晶體的功耗增大。阻值越低,振蕩器越容易起振。
負(fù)載電容是晶體的一個重要參數(shù),首先,它決定了晶體的諧振頻率。一般晶體的標(biāo)稱頻率指的是其并聯(lián)指定負(fù)載電容后的諧振頻率。應(yīng)當(dāng)指出,此處的標(biāo)稱頻率是當(dāng)CL等于指定負(fù)載電容時利用公式(1)計算出的值,但不是利用計算出的值。
因此,VCXO的調(diào)諧范圍與CL的值緊密相關(guān)。當(dāng)負(fù)載電容值較小時,VCXO的調(diào)諧范圍限制在上端;同樣,電容值較大時,調(diào)諧范圍將限制在下端。負(fù)載電容的適當(dāng)取值取決于VCXO的特性。例如,MAX9485設(shè)計中,為了均衡調(diào)諧范圍、調(diào)諧曲線中點、同時簡化電路板設(shè)計,我們選擇Ecliptek (ECX-5527-27)具有14pf負(fù)載電容的27MHz晶體。
使用這樣的晶體時,MAX9485具有±200ppm的牽引范圍。應(yīng)該指出,封裝會導(dǎo)致晶體牽引范圍的差異。一般金屬殼封裝比表貼器件(SMD)的牽引范圍更大。但是最近DAISHINKU公司生產(chǎn)的一款新SMD晶體可達(dá)到與金屬殼晶體近似的牽引范圍。我們測試了這款SMD晶體(DSX530GA),發(fā)現(xiàn)外接兩個4pf的并聯(lián)電容時可以實現(xiàn)±200ppm頻率牽引范圍。