晶振的作用及晶振电路PCB设计

关于晶振的作用及晶振电路PCB设计,介绍如下

晶振的作用

一个数字电路就像一个城市的交通,晶振的作用就是十字路口的信号灯。数字电路又像生命体,它的运行就像人身体里的血液流通,它不是由单一的某个器件或器件单元构成,而是由多个器件及程序彼此配合、协调,共同完成良性的运转。晶振电路由晶振和相关的电容、电阻等元件组成。晶振的频率决定了单片机的工作频率。电容和电阻则用于调节晶振的频率和稳定性。

晶振是时钟电路中最重要的部件,它的主要作用是向显卡、网卡、主板等配件的各部分提供基准频率,它就像个标尺,工作频率不稳定会造成相关设备工作频率不稳定,自然容易出现问题。在通常工作条件下,普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十,高级的精度更高。晶振的另一个作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振,便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振,而通过电子调整频率的方法保持同步。

晶振电路的PCB设计

1、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,尽量靠近MCU的位置布局。

2、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。

3、走线短

所有连接晶振输入/输出端的导线尽量短,以减少噪声干扰及分布电容对晶振的影响。

4、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。晶振周围 1mm 禁布器件,0.5mm 禁布过孔走线,所有晶振下不打过孔(包括地过孔)。

石英晶体谐振器(无源晶振)的布线规则

1、 振荡电路(振荡单元、振荡电容)应配置在振荡IC附近;

2、 晶振电路下面的各层都需要铺地,不能放置器件和走线,尤其是高频信号线路;

3、 晶振电路做包地处理时需要打大量地孔,否则包地无意义;

4、 四脚晶振,建议晶振走线从内部走,减小晶振的环路,脚2与脚4接地处理。如下图所示。

晶振的作用及晶振电路PCB设计

石英晶体振荡器(有源晶振)的布线规则

1、 振荡电路(振荡单元、振荡电容)应配置在振荡IC附近;

2、 晶振电路下面的各层都需要铺地,不能放置器件和走线,尤其是高频信号线路;

3、 晶振电路做包地处理时需要打大量地孔,否则包地无意义;

4、电源先经过旁路电容,然后再进入晶振,如下图所示(高频噪声通常直线前进)。

晶振的作用及晶振电路PCB设计

晶振的作用及晶振电路PCB设计

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