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直击数字电路“强”心脏,10分钟读懂晶振

妮姐 达尔闻说 2021-01-17

也许有人说晶振这玩意,呵,有什么好写的。


晶振内部结构是怎么样的?

晶振该怎么选择?

晶振的布局走线怎么办?


这些晶振问题,你都会吗?晶振产生的时钟被比喻成电路系统的心脏可不是随便说说的。今天达尔闻必考课堂系列第三期就要重点给大家讲讲你熟悉又陌生的晶振。

在妮姐写这篇文章前,前去拜读了各家微信公众号的相关内容。关于晶振的文章很多,简要列几条:


石英谐振器简称为晶振;

按晶振的功能和实现技术分:TCXO、VCXO、OCXO;

晶振选择五要素:输出频率、频率稳定性和温度范围、输出电压和功率、输出波形、封装尺寸和外形;


我们必考课堂的视频中也花了一些时间给大家做了相关讲解。



好了,不长篇大论讲理论,妮姐直接上干货——晶振的必考知识点:



知识点一:5个要点搞定晶振电路PCB布线

位置要选对:晶振内部是石英晶体,如果不慎掉落或受不明撞击,石英晶体易断裂破损,所以晶振的放置远离板边,靠近MCU的位置布局。


两靠近:耦合电容应尽量靠近晶振的电源管脚,如果多个耦合电容,按照电源流入方向,依次容值从大到小摆放;晶振则要尽量的靠近MCU。


走线短:在电路系统中,高速时钟信号线优先级最高,一般在布线时,需要优先考虑系统的主时钟信号线。时钟线是敏感信号,频率越高,要求走线尽量的短,保证信号的失真度最小。


高独立:尽可能保证晶振周围的没有其他元件。防止器件之间的互相干扰,影响时钟和其他信号的质量。网传是300mil内不要布线,实际在设计中并没有如此严格。


外壳要接地:晶振的外壳必须要接地,除了防止晶振向外辐射,也可以屏蔽外来的干扰。


知识点二:查晶振问题不可缺少的三要素

01,检查晶振本身

在运输、焊接过程中,都可能会导致晶振内部的水晶片的损坏。如果我们在焊接晶振时,焊锡温度过高,或者是菜鸟级别的焊接时间长,都会影响到晶振本身。如果晶振损毁,直接更换一个晶振,是查找晶振不起振的问题中最简单的。


02,物料参数值错误

比如STM32使用外部晶振32.768Khz晶振,电容的容值建议在5pf-15pf之间,如果我们选择不合适的容值,就会导致晶振不起振。


03,PCB布线问题

检查PCB布线是否存在错误,如真是这个问题,那影响就非常大了,这一版就会浪费掉,还要投入更多成本,项目周期也会增加。


别再小瞧晶振了,先记住今天的知识点吧。



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