晶振布线重点 ,5分钟布局晶振

一、电源线

宽度:最大工作电流要求宽度 X 3倍

以树枝状铺开,不要环状铺开

压降: 宽度\长度\温度三个要素,有计算工具.

二、地线

模、数单独接地

路线:无限循环。以减少不同地的压差

三、信号线

3W原则:线中至线中3倍线宽

50mil以上距离平行电源线

3种元件远离:晶振、电感、电磁

上下层垂直

四、晶振

失败案例:

线宽 > 8mil,越宽越好

线长尽量相等,频率越高越重要;

和芯片同层尽靠,

远离电感、电磁;

电容布在芯片、晶振之间;

底面不布线,底面不布线,底面不布线,干扰大!

电路底层挖穿1到2层晶振,不履铜,不履地,因为:1_防寄生电容(相近的层状金属层寄生电容大,2_防热传递致偏频。

电路用粗地线包围,导线也被包围,且地线多打过孔。

晶振晶振周围要包地,有条件打一圈地过孔。晶振不能离板边过近,注意应力要求。敏感信号远离晶振,内层走线也要避开晶振投影区域。

贴一个网上的正确示例:

晶振电路的PCB设计

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: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。

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)。

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。

原理图设计要点:

(1)、晶振电源去耦非常重要,建议加磁珠,去耦电容选两到三个,容值递减。

(2)、时钟输出管脚加匹配,具体匹配阻值,可根据测试结果而定。

(3)、预留的电容C1,容值要小,构成了一级低通滤波,电阻、电容的选择,根据具体测试结果而定。

PCB设计要点:

(1)、在PCB设计是,晶振的外壳必须接地,可以防止晶振的向往辐射,也可以屏蔽外来的干扰。

(2)、晶振下面要铺地,可以防止干扰其他层。因为有些人在布多层板的时候,顶层和底层不铺地,但是建议晶振所在那一块铺上地。

(3)、晶振底下不要布线,周围5mm的范围内不要布线和其他元器件(有的书是建议300mil范围内,大家可以参考),主要是防止晶振干扰其他布线和器件。

(4)、晶振不要布在板子的边缘,因为为了安全考虑,板卡的地和金属外壳或者机械结构常常是连在一起的,这个地我们暂且叫做参考接地板,如果晶振布在板卡的边缘,晶振与参考接地板会形成电场分布,而板卡的边缘常常是有很多线缆,当线缆穿过晶振和参考接地板的电场是,线缆被干扰了。而晶振布在离边缘远的地方,晶振与参考接地板的电场分布被PCB板的GND分割了,分布到参考接地板电场大大减小了。

(5)、当然时钟线尽量要短。如果你不想让时钟线走一路干扰一路,那就布短吧。还有一点,关于晶振的选择,如果你的系统能工作在25M,就尽量不要选50M的晶振。时钟频率高,是高速电路,时钟上升沿陡也是高速电路,需要考虑信号完整性。

补充:

1、晶振下方不要走线,晶振出线包地,走线过程不能隔断,不要过孔换层;

2、晶振引出的两根时钟线也要短,防止形成发射天线;

3、晶振输出脚串电阻,加22或33PF等滤波电容, 电容到地路径要短;

4、可以使用扩频、展频等手段,但需要硬件支持晶振,同时也可能会影响高速信号质量;

5、屏蔽晶振,金属外壳检查接地,必要时可贴吸波材料进行防护。

原文链接:

01 晶体振荡单元(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;


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