晶振(crystaloscillator)
晶體振蕩器是指將薄片(簡稱為晶片)從某一方位按方位切割出來,石英晶體諧振器,簡稱“應時晶體或晶體及晶體振蕩”,在包裝中加入集成電路以形成振蕩電路的晶體元件稱為晶體振蕩器。它的產品般包裝在金屬外殼中,也包裝在玻璃外殼、陶瓷或塑料中。 晶振是電子電路中最常用的電子元件之一,被稱為電子設備的心臟。晶體振蕩器是電子產品中最常用的部件,從移動電話、計算機到導彈和衛星都需要。作為(準)印刷電路板設計工程師,我們必須掌握晶體振蕩的知識。
晶振分類
電子線路中的晶體振蕩器分為無源晶振器和有源晶振器。無源晶振器不同于有源晶振器的英文名稱。無源晶體振蕩器是crystal(晶體),而有源晶體振蕩器是oscillator(振蕩器)。
無源晶振:無源晶體振動是有兩個引腳的無極性元件,產生振動信號需要鐘表電路,本身不能振動,因此無源晶體振動的說法不正確。無源晶振信號質量差,通常需要準確匹配外圍電路(用于信號匹配的電容器、電感器、電阻等)。)換不同頻率的晶體時,周圍的配置電路也需要相應調整。一般建議使用精度高的應時晶體,盡量不要使用精度低的陶瓷晶體。
有源晶振:有源晶體振動有4個引腳,是一個完整的振蕩器,除了應時晶體,還有晶體管和阻力元件,所以體積很大。有源晶體振動的包裝有四個引腳,分別是VCC(電壓)、GND(地面)、OUT(時鐘信號輸出)和NC(空腳)。有源晶振不需要CPU的內部振動器,信號穩定,質量好,連接方式簡單(主要是電源過濾器,通常由電容器和電感構成過濾網絡,輸出端由小電阻值的電阻過濾信號即可),不需要復雜的配置電路。
晶振作用:
晶振器是鐘表電路中最重要的部件,其主要作用是為顯卡、網卡、主板等配件的各個部分提供基準頻率,它就像一個標尺,工作頻率不穩定會導致相關設備工作頻率不穩定,自然容易出現問題。一般情況下,一般晶體振蕩器的絕對精度可達百萬分之五十,高精度更高。另一個功能是為系統提供基本的鐘表信號。一般情況下,一個系統共享一個晶體振動,便于各部分同步。一些通信系統的基頻和射頻采用不同的晶體振動,通過電子調節頻率保持同步。
晶振電路PCB設計:
1.選擇合適的位置:晶體振蕩器內部是應時晶體。如果不小心掉落或受到未知沖擊,應時晶體很容易斷裂和損壞。因此,晶體振蕩器的放置遠離板邊,接近MCU的位置布局。
2.接近兩個:耦合電容器應盡可能接近晶體振動的電源管腳。如果有多個耦合電容器,根據電源流入方向,依次放置容量值從大到??;晶體振動應盡可能接近MCU。
3.線路短:所有連接晶體振動輸入/輸出端的導線盡可能短,以減少噪聲干擾和分布電容對晶體振動的影響。
4.高度獨立:盡量保證晶振周圍沒有其它部件。防止設備相互干擾,影響鐘表和其它信號的質量。晶體振蕩周圍1mm禁布裝置,0.5mm禁布過孔走線,所有晶體振蕩下不打過孔(包括地過孔)。
5.殼體應接地:晶振殼體應接地,除防止晶振向外輻射外,還可屏蔽外界干擾。
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