晶振的應(yīng)用及晶振的PCB設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
- 發(fā)布時(shí)間:2022-09-03 08:57:22
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我們常把晶振比喻為數(shù)字電路的心臟,這是因?yàn)椋瑪?shù)字電路的所有工作都離不開(kāi)時(shí)鐘信號(hào),晶振直接控制著整個(gè)系統(tǒng),若晶振不運(yùn)作那么整個(gè)系統(tǒng)也就癱瘓了,所以晶振是決定了數(shù)字電路開(kāi)始工作的先決條件。
我們常說(shuō)的晶振,是石英晶體振蕩器和石英晶體諧振器兩種,他們都是利用石英晶體的壓電效應(yīng)制作而成。在石英晶體的兩個(gè)電極上施加電場(chǎng)會(huì)使晶體產(chǎn)生機(jī)械變形,反之,如果在晶體兩側(cè)施加機(jī)械壓力就會(huì)在晶體上產(chǎn)生電場(chǎng)。并且,這兩種現(xiàn)象是可逆的。利用這種特性,在晶體的兩側(cè)施加交變電壓,晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng),同時(shí)產(chǎn)生交變電場(chǎng)。這種震動(dòng)和電場(chǎng)一般都很小,但是在某個(gè)特定頻率下,振幅會(huì)明顯加大,這就是壓電諧振,類似于我們常見(jiàn)到的LC回路諧振。
作為數(shù)字電路中的心臟,晶振在智能產(chǎn)品中是如何發(fā)揮作用的呢?以智能家居如空調(diào)、窗簾、安防、監(jiān)控等產(chǎn)品來(lái)說(shuō),都需要無(wú)線傳輸模塊,它們通過(guò)藍(lán)牙、WIFI或ZIGBEE等協(xié)議,將模塊從一端發(fā)到另一端,或直接通過(guò)手機(jī)控制,而晶振就是無(wú)線模塊里的核心元件,影響著整系統(tǒng)的穩(wěn)定性,所以選擇好系統(tǒng)使用的晶振,決定了數(shù)字電路的成敗。
由于晶振在數(shù)字電路中的重要性,在使用和設(shè)計(jì)的時(shí)候我們需要小心處理:
1、晶振內(nèi)部存在石英晶體,受到外部撞擊或跌落時(shí)易造成石英晶體斷裂破損,進(jìn)而造成晶振不起振,所以在設(shè)計(jì)電路時(shí)要考慮晶振的可靠安裝,其位置盡量不要靠近板邊、設(shè)備外殼等。
2、在手工焊接或機(jī)器焊接時(shí),要注意焊接溫度。晶振對(duì)溫度比較敏感,焊接時(shí)溫度不能過(guò)高,并且加熱時(shí)間盡量短?
晶振的PCB設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
(1) 耦合電容應(yīng)盡量靠近晶振的電源引腳,位置擺放順序:按電源流入方向,依容值從大到小依次擺放,容值最小的電容最靠近電源引腳。
(2) 晶振的外殼必須接地,可以晶振的向外輻射,也可以屏蔽外來(lái)信號(hào)對(duì)晶振的干擾。
(3) 晶振下面不要布線,保證完全鋪地,同時(shí)在晶振的300mil范圍內(nèi)不要布線,這樣可以防止晶振干擾其他布線、器件和層的性能。
(4) 時(shí)鐘信號(hào)的走線應(yīng)盡量短,線寬大一些,在布線長(zhǎng)度和遠(yuǎn)離發(fā)熱源上尋找平衡。
(5) 晶振不要放置在PCB板的邊緣,在板卡設(shè)計(jì)時(shí)尤其注意該點(diǎn)。
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