晶體/晶振電路介紹


一、晶體振盪電路簡介

晶體振盪器可分為並聯諧振和串聯諧振兩大類。一類是晶體在回路中作為等效電感元件來使用,這類振盪器稱之為並聯諧振型晶體振盪器,比如讓這個等效電感與外部的電容結合,就構成了電容三點式振盪器。大多數的晶體振盪器都是采用電容三點式並聯諧振的結構。
在並聯型晶體振盪電路中應用最廣泛的是Pierce(皮爾斯)振盪電路。

該系統的輸入阻抗在諧振頻率上很低,而在其他頻率上則很高。其高阻抗的特性使它更容易受到周圍電路的干擾。此外為了降低功耗,目前振盪器的電平一般限制在1V以下,這進一步降低了其抗干擾的能力。

二、layout要求

晶體是非常敏感且重要的器件,並且易受干擾,所以Layout要求很高,不好的Layout會導致設備工作異常、穩定性降低或者EMC問題。
為了增強晶體振盪電路的抗干擾能力,PCB layout十分重要。
如下是比較常規的晶體布局要求,某些芯片對於晶體布局會有特殊要求,應該參考Datesheet或者知道文檔,此文檔可以找硬件工程師提供。
布局:
  1. 晶體應靠近IC,電容位於晶體和 IC 之間,且靠近晶體放置
  2. 晶體應遠離高速電路和信號、頻繁變化的低速數字信號、電感磁珠變壓器等磁性元件,晶體的Top層和Bottom層都要遠離這些信號和器件。
  3. 晶體容易受到應力影響,所以不要擺放在PCB邊緣。
  4. 盡量遠離熱源。
布線:
  1. 晶體必須參考GND平面,禁止參考電源平面和參考層跨平面。
  2. 晶體下方禁止走高速電路和信號、頻繁變化的低速數字信號。
  3. 晶體和負載電容接地線要盡量短,減少回流信號的影響,必要時參考地平面做分割,防止回流信號流過晶體GND。
  4. 晶體和負載電容周圍使用GND平面和GND孔包圍,減少收到的干擾。
  5. 類差分形式走線。

三、示例

圖示1:

也有一些變形設計,如加串阻、測試點等。

圖示2:參考地平面隔離,防止地平面上的其他信號的回流信號干擾晶體的地回流信號。


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