PCB上晶振电路的设计

发布时间：2022-06-30 09:32
作者：Ameya360
来源：网络
阅读量：3471

    时钟（Clock）在一般SoC电路上是必不可少的，精准的时钟通常由晶振提供，晶振很难集成到芯片中去，而是作为分立元件设计在PCB上。它就像是人的心脏，如果时钟出错了，整个电路或者通信就会发生问题。

    比如，16MHz晶振给一个2.4G蓝牙芯片提供参考时钟，如果16MHz出现频偏，比如偏-48ppm（频率为15.999223MHz），由于射频是参考时钟倍频上去的，也会出现-48ppm的频偏（蓝牙频点变成2,399,883,450Hz，约100KHz的频偏），造成蓝牙与标准频率的对端无法通信。

    因此一个好的时钟电路是非常必要的，此篇文章对时钟电路中的晶振电路layout简单做一下阐述。

    对于晶振电路，我们需要从几个方面考虑设计：

    降低寄生电容的不确定性

    降低温度的不确定性

    减少对其他电路的干扰

    设计注意点：

    1. 晶振尽量靠近芯片，保证线路尽量短，防止线路过长导致串扰以及寄生电容。

    2. 晶振周围打地孔做包地处理。

    3. 晶振底部不要走信号线，尤其是其他高频时钟线。

    4. 负载电容的回流地要短。

    5. 走线时先经过电容再进入晶振。

    下面分别举例贴片无源晶振及有源晶振的走线方式：

    两脚贴片无源晶振

PCB上晶振电路的设计

    6.    封装较大，可从晶振中间出线。

    7.    如果有测试点，使stub尽量短。

    8.    走线可以走成假差分形式。尽量走在同一层。

    9.    部分晶振底下需要做掏空处理，以防电容效应以及热效应造成频偏。

    10.  如果是铁壳晶振，外壳做接地处理，提高抗干扰能力。

    11.  晶振选型需要选工作温度达到125摄氏度及以上的。

    四脚贴片无源晶振

PCB上晶振电路的设计

    HTOL测试板上有源晶振的布局：

    由于老化测试中一般芯片都在socket中测试，所以晶振不能与Socket放置在同一面，否则晶振会距离芯片较远。

    晶振放在反面则需要打孔后连接至芯片管脚，此时需要在打孔附近增加回流地孔。

    贴片有源晶振

PCB上晶振电路的设计

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