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晶体和晶振的区别与联系及EMC的处理

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发表于 2020-4-6 23:05 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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本帖最后由 mengyijiu 于 2020-4-7 22:07 编辑
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1、晶体:无源晶振

   1)晶体则是无源晶振的简称,也叫谐振器;英文名称是crystal,电路上简称为XTAL。

  2)无源晶振(晶体)一般是直插两个脚的无极性元件,需要借助时钟电路才能产生振荡信号。常见的有49U、49S封装;

  3)一般是两个管脚,需要专门的时钟电路才可起振,像普通的单片机需外接晶体和两个电容;

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2、晶振:有源晶振

  1)晶振是有源晶振的简称,又叫振荡器。英文名称是oscillator

  2) 有源晶振(晶振)内部有时钟电路,只需供电便可产生振荡信号。一般分7050、5032、3225、2520几种封装形式

  3)一般是四个腿,有的有源晶振为单端输出,有的为差分输出,是晶体和外围电路的结合(晶振里面包含了晶体和起振电路)

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3、EMC的处理

     1)无源晶振EMC的处理

   ① C1、C2为谐振电容,根据功能需要取值(见晶振规格书需求);②R1、R2可以根据实际情况更换为低阻抗的磁珠(先用0R电阻占位);C3为预设计,可根据测试情况增加或者调整(仅在OUT端加这个电容,大小小于负载电容);L1/L2可根据测试情况增加或调整;外壳接地。                       

                                                                  

                                                                                             图一

  2)有源晶振EMC的处理

   原理图设计要点:  

   (1)、晶振电源去耦非常重要,建议加磁珠,去耦电容选三个,容值递减。

   (2)、时钟输出管脚加匹配,具体匹配阻值,可根据测试结果而定。  

   (3)、图二中加了一个电容,容值要小(加大了有什么结果,你可以试一试),构成了一级低通滤波,电阻、电容的选择,根据具体测试结果而定。

                                                                        

      

                                                                                                 图二   

                                                                        

                                                                                          图三

   PCB设计要点:  

   (1)、在PCB设计是,晶振的外壳必须接地,可以防止晶振的向往辐射,也可以屏蔽外来的干扰。

   (2)、晶振面要铺地,可以防止干扰其他层。因为有些人在布多层板的时候,顶层和底层不铺地,但是建议晶振所在那一块铺上地。

   (3)、晶振底下不要布线,周围5mm的范围内不要布线和其他元器件(有的书是建议300mil范围内,大家可以参考),主要是防止晶振干扰其他布线和器件。

  (4)、晶振不要布在板子的边缘,下因为为了安全考虑,板卡的地和金属外壳或者机械结构常常是连在一起的,这个地我们暂且叫做参考接地板,如果晶振布在板卡的边缘,晶振与参考接地板会形成电场分布,而板卡的边缘常常是有很多线缆,当线缆穿过晶振和参考接地板的电场是,线缆被干扰了。而晶振布在离边缘远的地方,晶振与参考接地板的电场分布被PCB板的GND分割了,分布到参考接地板电场大大减小了。

  (5)、当然时钟线尽量要短。如果你不想让时钟线走一路干扰一路,那就布短吧。  

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 楼主| 发表于 2020-4-8 12:09 | 只看该作者
dazuliuk 发表于 2020-4-7 08:53$ @5 C6 g* p9 I$ i
不错,可以看看,关于晶振,其实很多时间我们都需要加强EMC设计。

$ C, o9 x) E1 n6 @是的,画PCB离不开EMC
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发表于 2020-10-19 11:06 | 只看该作者
JackJack 发表于 2020-4-8 15:37  W2 e' v4 I" ]6 t1 H0 N) Q
有源晶振的一些指标参数要好于无源,但是辐射能量大;无源的相对辐射能量小,电磁兼容要求高的产品,用无源 ...

6 Y8 u6 J% ]0 s. F( _- @3 b无源的晶振精度好像更高,很多10/20ppm的,有源的很多50ppm,更高的没见过,不知道是不是我孤陋寡闻了。- ]- y$ [2 g3 r0 l+ `1 ^7 P$ N4 o% z
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    [LV.7]常住居民III

    2#
    发表于 2020-4-7 08:53 | 只看该作者
    不错,可以看看,关于晶振,其实很多时间我们都需要加强EMC设计。

    点评

    是的,画PCB离不开EMC  详情 回复 发表于 2020-4-8 12:09

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    3#
    发表于 2020-4-7 08:54 | 只看该作者
    学习了,感谢楼主分享!!
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    2020-4-7 15:22
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    [LV.1]初来乍到

    4#
    发表于 2020-4-7 14:46 | 只看该作者
    不错,可以看看,关于晶振,其实很多时间我们都需要加强EMC设计

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    5#
    发表于 2020-4-7 17:04 | 只看该作者
    感謝分享, 能夠知道一些好的想法.

    点评

    哈哈,论坛里一起学习  详情 回复 发表于 2020-4-8 12:10

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    7#
     楼主| 发表于 2020-4-8 12:10 | 只看该作者
    cola2427 发表于 2020-4-7 17:04- T7 D5 q9 ^9 w+ [
    感謝分享, 能夠知道一些好的想法.
    $ _+ P# X4 _' k! H3 c9 H/ Z
    哈哈,论坛里一起学习
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    [LV.1]初来乍到

    8#
    发表于 2020-4-8 15:37 | 只看该作者
    有源晶振的一些指标参数要好于无源,但是辐射能量大;无源的相对辐射能量小,电磁兼容要求高的产品,用无源容易控制辐射能量,但是需要权衡无源晶振的指标,结合应用环境要求等因素综合考虑

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    无源的晶振精度好像更高,很多10/20ppm的,有源的很多50ppm,更高的没见过,不知道是不是我孤陋寡闻了。  详情 回复 发表于 2020-10-19 11:06
    谢谢分享  详情 回复 发表于 2020-4-8 22:39

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    9#
     楼主| 发表于 2020-4-8 22:39 | 只看该作者
    谢谢分享

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     楼主| 发表于 2020-4-8 22:39 | 只看该作者
    JackJack 发表于 2020-04-08 15:37:01" B: p$ W% }. p- w$ ?  P& c
    有源晶振的一些指标参数要好于无源,但是辐射能量大;无源的相对辐射能量小,电磁兼容要求高的产品,用无源容易控制辐射能量,但是需要权衡无源晶振的指标,结合应用环境要求等因素综合考虑
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    谢谢分享) ?' u8 k: T! \6 @% k4 e7 s

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    11#
    发表于 2020-4-10 06:55 | 只看该作者
    学习一下

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    12#
    发表于 2020-4-10 10:20 | 只看该作者
    学习了,感谢楼主分享!!

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    13#
    发表于 2020-4-10 15:23 | 只看该作者
    晶振的GND端可以加个0Ω电阻,在某些情况下替代成磁珠可以虑掉晶振对地的干扰。

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    好的,谢谢分享  详情 回复 发表于 2020-4-12 20:48

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    14#
    发表于 2020-4-11 20:30 | 只看该作者
    学习了,挺全乎

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    15#
     楼主| 发表于 2020-4-12 20:48 | 只看该作者
    养生之道 发表于 2020-4-10 15:23
    2 W  Z4 z7 ?9 H7 P5 J& l9 ~晶振的GND端可以加个0Ω电阻,在某些情况下替代成磁珠可以虑掉晶振对地的干扰。
    ; ]2 \2 Y0 ~" x7 j0 k) B9 G+ w. P
    好的,谢谢分享
    1 m, F, ]+ }  ~/ h: I+ ~
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