我們常把晶振比喻為數字電路的心臟,這是因為,數字電路的所有工作都離不開時鐘信號,晶振直接控制著整個系統,若晶振不運作那么整個系統也就癱瘓了,所以晶振是決定了數字電路開始工作的先決條件。
我們常說的晶振,是石英晶體振蕩器和石英晶體諧振器兩種,他們都是利用石英晶體的壓電效應制作而成。在石英晶體的兩個電極上施加電場會使晶體產生機械變形,反之,如果在晶體兩側施加機械壓力就會在晶體上產生電場。并且,這兩種現象是可逆的。利用這種特性,在晶體的兩側施加交變電壓,晶片就會產生機械振動,同時產生交變電場。這種震動和電場一般都很小,但是在某個特定頻率下,振幅會明顯加大,這就是壓電諧振,類似于我們常見到的 LC 回路諧振。
由于晶振在數字電路中的重要性,在使用和設計的時候我們需要小心處理:
1、晶振內部存在石英晶體,受到外部撞擊或跌落時易造成石英晶體斷裂破損,進而造成晶振不起振,所以在設計電路時要考慮晶振的可靠安裝,其位置靠近 CPU 芯片優先放置,遠離板邊。
2、在手工焊接或機器焊接時,要注意焊接溫度。晶振對溫度比較敏感,焊接時溫度不能過高,并且加熱時間盡量短?
3、耦合電容應盡量靠近晶振的電源引腳,位置擺放順序:按電源流入方向,依容值從大到小依次擺放,容值最小的電容最靠近電源引腳。
4、晶振的外殼必須接地,可以晶振的向外輻射,也可以屏蔽外來信號對晶振的干擾。
5、晶振下面不要布線,保證完全鋪地,同時在晶振的 300mil 范圍內不要布線,這樣可以防止晶振干擾其他布線、器件和層的性能。
6、時鐘信號的走線應盡量短,線寬大一些,在布線長度和遠離發熱源上尋找平衡。
7、進行包地處理
(圓柱形晶振)在外殼接地時加一個和晶振外形差不多的矩形焊盤,讓晶振"平躺"在這一焊盤上,在焊盤的兩條長邊附近各開一個孔(孔要落在焊盤內,若能用一個多層焊盤代替孔則更佳,這兩個多層焊盤要與矩形焊盤相連),然后用一根銅絲或其他裸導線將晶振"箍"住,銅絲的兩端則焊接在你所開的兩個孔或焊盤里里 . 這樣可以避免高溫焊接對晶振的破壞,又能保證接地良好 .
當然,也有人在晶振上加焊點,進行接地處理(在焊接時一定要注意溫度對晶振的影響)
審核編輯 黃昊宇
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