Lectura recomendada:
El oscilador de cristal tiene dos parámetros más importantes, el desplazamiento de frecuencia y el desplazamiento de temperatura. Las unidades son PPM. En términos simples, la frecuencia nominal del oscilador de cristal no siempre es estable. En algunos entornos, la frecuencia del cristal tendrá un error. Cuanto mayor sea el error, la estabilidad del circuito Lo peor, es posible que el circuito no funcione correctamente.
Por lo tanto, el diseño del oscilador de cristal es particularmente importante al diseñar la PCB. Se debe prestar atención a los siguientes puntos.
✔ Coloque los dos condensadores correspondientes lo más cerca posible del oscilador de cristal.
匹配电容靠近晶振放置
✔ El oscilador de cristal está hecho de cristal de cuarzo, que se ve fácilmente afectado por impactos externos o caídas. Por lo tanto, es mejor no colocarlo en el borde de la PCB y colocarlo lo más cerca posible del chip durante el diseño.
✔ El rastro del oscilador de cristal debe protegerse con GND y mantenerse alejado de señales sensibles como RF, señales CLK y señales de alta velocidad.
✔ En algunos diseños de PCB de osciladores de cristal, las capas adyacentes se ahuecan (espacio libre) o la misma capa y las capas adyacentes se tratan con espacio libre. La tercera capa debe tener un plano de tierra completo. La razón de esto es mantener una capacitancia de carga constante.
La fórmula para calcular la capacidad de carga del oscilador de cristal es: CL = C1 * C2 / (C1 + C2) + Cic + Cp
Cic es la capacitancia interna del circuito integrado, y Cp es la capacitancia parásita de la placa PCB. Si la capacitancia parásita es demasiado grande, la capacitancia de carga será demasiado grande, lo que provocará la desviación de la frecuencia del cristal. En este momento, reducir la capacitancia correspondiente C1 y C2 puede mejorarla, pero Esta también es una medida para tratar los síntomas, pero no la causa raíz.
¿Cómo controlar la capacitancia parásita Cp cuando la capa adyacente del cristal está ahuecada?
La fórmula física de la capacitancia es: C = εS / 4πKd, es decir, el área S y la distancia d entre la placa de cristal y el plano de tierra adyacente afectarán el tamaño de la capacitancia parásita. Debido a que el área S es constante, los únicos factores que afectan la capacitancia parásita son Con la distancia restante d, ahuecando el suelo de la misma capa del oscilador de cristal y el suelo de la capa adyacente, la distancia entre la almohadilla del oscilador de cristal y el plano de tierra se puede aumentar para lograr el efecto de reducir la capacitancia parásita.
电容容值和物理量之间的关系
Se dibuja una imagen simple, la siguiente es una placa de 4 capas, el oscilador de cristal se coloca en la capa superior, después de que se borran la capa superior y las capas adyacentes, el oscilador de cristal es relativo al plano de tierra (L3), y la distancia d aumenta en comparación con antes de que no haya espacio libre Es decir, se reducirá la capacitancia parásita.
晶振的L1和L2层均净空处理
✔ Coloque el oscilador de cristal lejos de la fuente de calor, ya que las altas temperaturas también afectarán la desviación de frecuencia del oscilador de cristal.
Sabemos que el tratamiento de vaciado vecino cerca del oscilador de cristal es mantener una capacitancia de carga constante por un lado, y una gran razón es aislar la conducción de calor, para evitar que el calor del PMIC circundante u otros elementos calefactores sea conducido al oscilador de cristal a través de la piel de cobre, lo que resulta en frecuencia. Por el contrario, deliberadamente, el espacio libre no se cubre con cobre para aislar la transferencia de calor.
¿Por qué la temperatura afecta la frecuencia del cristal?
Cuando el cristal se calienta o se baja a una cierta temperatura y luego se baja a temperatura ambiente, habrá un cierto cambio con respecto a la prueba inicial a temperatura ambiente. Esto se debe a la histéresis térmica del cristal. La precisión del TCXO con compensación de temperatura es relativamente mejor. , Puede resolver eficazmente la variación de la temperatura del cristal, pero generalmente TCXO es más de grados M, pocos KHz, limitado por el proceso de producción.
El artículo de hoy ya está aquí. Espero que les sea útil. Nos vemos en el próximo número.