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    貼片晶振在線路板中的“地雷”,千萬別踩

    返回列表 來源:廣瑞泰電子 瀏覽:- 發布日期:2020-09-07 16:15:00【

      你是否遇到過晶振在線路板中會出現不穩定的現象,但是不良品寄去檢測發現參數指標一切正常,通過技術判斷電容匹配也無誤,可晶振還是會存在問題。那這是什么引起的了!分享一個類似案例

      某行車記錄儀,測試的時候要加一個外接適配器,在機器上電運行測試時發現超標,具體頻點是84MHz、144MHz、168MHz,需要分析其輻射超標產生的原因,并給出相應的對策。輻射測試數據如下:

    圖1:輻射測試數據

    1,輻射源頭分析

      該產品只有一塊PCB,其上有一個12MHz的晶體。其中超標頻點恰好都是12MHz的倍頻,而分析該機器容易EMI輻射超標的屏和攝像頭,發現LCD-CLK是33MHz,而攝像頭MCLK是24MHz;通過排除發現去掉攝像頭后,超標點依然存在,而通過屏蔽12MHz晶體,超標點有降低,由此判斷144MHz超標點與晶體有關,PCB布局如下:

    圖2:PCB布局圖  

    2,輻射產生的原理

      從PCB布局可以看出,12MHz的晶體正好布置在了PCB邊緣,當產品放置于輻射發射的測試環境中時,被測產品的高速器件與實驗室中參考地會形成一定的容性耦合,產生寄生電容,導致出現共模輻射,寄生電容越大,共模輻射越強;而寄生電容實質就是晶體與參考地之間的電場分布,當兩者之間電壓恒定時,兩者之間電場分布越多,兩者之間電場強度就越大,寄生電容也會越大,晶體在PCB邊緣與在PCB中間時電場分布如下:

    圖3:PCB邊緣的晶振與參考接地板之間的電場分布示意圖

    圖4:PCB中間的晶振與參考接地板之間的電場分布示意圖 

      從圖中可以看出,當晶振布置在PCB中間,或離PCB邊緣較遠時,由于PCB中工作地(GND)平面的存在,使大部分的電場控制在晶振與工作地之間,即在PCB內部,分布到參考接地板的電場大大減小,導致輻射發射就降低了。

    處理措施:將晶振內移,使其離PCB邊緣至少1cm以上的距離,并在PCB表層離晶振1cm的范圍內敷銅,同時把表層的銅通過過孔與PCB地平面相連。經過修改后的測試結果頻譜圖如下,從圖可以看出,輻射發射有了明顯改善。

    3,思考與啟示

      高速的印制線或器件與參考接地板之間的容性耦合,會產生EMI問題,敏感印制線或器件布置在PCB邊緣會產生抗擾度問題。 如果設計中由于其他一些原因一定要布置在PCB邊緣,那么可以在印制線邊上再布一根工作地線,并多增加過孔將此工作地線與工作地平面相連。

       隨著現在的貼片晶振尺寸越來越小,有些問題可以通過排查電容匹配問題解決,但是更多時候需要終端與供應商一起從設計端解決根本問題。廣瑞泰是一家專業的進口晶振現貨分銷商,數名十年以上的晶振工程師,上千萬種全球高端晶振品牌型號現貨

    ⑴,專業技術

    我們擁有絕對強大專業的售后技術支持,在晶振選型初期,我們會為您推薦貨源充足,訂貨快速的晶振型號,同時參與客戶的電路設計完成晶振匹配等技術。

    ⑵,現貨供應

    擁有上千萬種晶振型號現貨:包括民用工業車規軍工晶振,MHZ以及KHZ晶振,日系臺系美系等全球高端晶體。


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