Kysymys:
Kilpailevat PCB-kristallien asetteluehdotukset
helloworld922
2012-08-30 10:51:15 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Tämä liittyy tähän kysymykseen: Kuinka kideoskillaattorini asetteluni on?

Yritän asentaa 12 MHz: n kristallia mikro-ohjaimelle. Olen lukenut useita suosituksia erityisesti kiteille ja suurtaajuussuunnittelulle.

Suurimmaksi osaksi he näyttävät olevan samaa mieltä muutamista asioista:

  1. Pidä jäljet ​​mahdollisimman lyhyitä.
  2. Pidä differentiaaliset jälkiparit mahdollisimman lähellä samaa pituutta.
  3. Eristä kide kaikesta muusta.
  4. Käytä maatasoja kristallin alapuolella.
  5. Vältä signaalilinjoja.
  6. Vältä suorakulmaisia ​​taivutuksia jälkeissä

Tässä on asetteluni siitä, mitä minulla on minun kristallini:

crystal layout

Punainen edustaa ylintä PCB-kuparia ja sininen on alin PCB-kerros (se on kaksikerroksinen). Ristikko on 0,25 mm. Kiteen (sininen kerros) alla on täydellinen maataso, ja kiteen ympärillä on maa, joka on sidottu alempaan maatasoon useiden läpivientien avulla. Kellonappien vieressä olevaan tapiin liitetty jälki on tarkoitettu uC: n ulkoiseen nollaamiseen. Se tulisi pitää ~ 5 V: n jännitteellä, ja nollaus käynnistyy, kun se on oikosuljettu.

Minulla on vielä muutama kysymys:

  1. Olen nähnyt harvat suositellut asettelut, jotka asettavat kuormakondensaattorit lähemmäksi mikropiiriä, ja muut, jotka asettavat ne kaukopuolelle. Mitä eroja näiden kahden välillä voi odottaa ja kumpi on suositeltava (jos sellaista on)?
  2. Pitäisikö minun poistaa maataso suoraan signaalijälkien alapuolelta? Näyttää siltä, ​​että se olisi paras tapa vähentää parasiittikapasitanssia signaalilinjoilla.
  3. Suosittelisitko paksumpia tai ohuempia jälkiä? Tällä hetkellä minulla on 10 miljoonaa jälkeä.
  4. Milloin minun pitäisi tuoda kaksi kellosignaalia yhteen? Olen nähnyt suosituksia, joissa nämä kaksi viivaa on suunnattu olennaisesti toisiaan kohti ennen Yhdysvaltoihin suuntautumista, ja muita, joissa ne pidetään erillään ja tuodaan yhteen hitaasti, kuten minulla on tällä hetkellä.

Onko tämä hyvä ulkoasu? Kuinka sitä voitaisiin parantaa?

Lähteet, jotka olen lukenut tähän mennessä (toivottavasti tämä kattaa suurimman osan niistä, saatan puuttua muutamasta):

  1. TI: n suositukset suurten nopeuksien asetteluohjeista
  2. Atmelin AVR-laitteistosuunnittelunäkökohdat
  3. Atmelin parhaat käytännöt oskillaattoreiden piirilevyasettelulle

muokkaa:

Kiitos ehdotuksistasi. Olen tehnyt seuraavat muutokset asetteluni:

  1. uC: n alla olevaa alinta kerrosta käytetään 5 V: n tehotasona ja ylempi kerros on paikallinen maataso. Maatasolla on yksi pääsy maailmanlaajuiseen maatasoon (pohjakerros), jossa 5 V liittyy yhteen lähteeseen, ja näiden kahden välillä on 4,7 uF keraaminen kondensaattori. Tehnyt maadoituksen ja tehon reitittämisen paljon helpommaksi!
  2. Olen poistanut ylätason elementit suoraan kiteen alla estääksesi kotelon oikosulun.
  3. @RussellMcMahon, en ole varma mitä tarkalleen tarkoitat minimoimalla silmukan alueen. Olen ladannut tarkistetun asettelun, jossa tuotan kristallijohdot yhteen ennen niiden lähettämistä uC: hen. Tarkoititko tätä?
  4. En ole täysin varma, kuinka voin täydentää vartijarenkaan silmukan kiteen ympäri (juuri nyt se on tavallaan koukun muotoinen). Pitäisikö minun käyttää kahta läpivientiä yhdistääksesi päät (eristetty maapallosta), poistamaan osarengas vai jättämään vain sen sellaisenaan?
  5. Pitäisikö minun poistaa globaali maa kiteen / korkin alapuolelta ?

updated layout

tämä on hyvä, sinulla ei ole ongelmia 12 MHz: n taajuudella. Se on hidasta. Aseta korkit lähelle kiteitä. Tätä taajuutta varten ei tarvita gnd: tä. Paksuus ei ole pelissä, ne eivät kuljeta virtaa.
Näyttää tarpeeksi hyvältä. Xtal niin lähellä IC: tä kuin kohtuudella mahdollista. | Pienennä johtavan silmukan silmukka-alue. esim. tuoda johdot kauemmas ennen kääntämistä xtalin alle. Harvat ihmiset tekevät niin. Harkitse äärimmäisissä tapauksissa kääntämällä xtalia 90 astetta silmukan alueen pienentämiseksi melkein nollaan. | Tarkkaile nastojen ympärillä olevan eristeen määrää ylätyynyn kokoon nähden. Varmista, ettei purkki ole oikosulussa (tiedetään tapahtuneen.)
@RussellMcMahon En ole täysin varma ymmärsinkö sinä oikein silmukan alueen minimoimisesta. Latasin uuden asettelun, jossa kristallijohdot menevät suoraan toisiinsa ennen kuin suuntaat uC: hen. Tarkoititko tätä?
Pidä XTALIN ja XTALOUT mahdollisimman kaukana toisistaan *, jotta signaalien välinen kapasitiivinen kytkentä vähenee ja maadoitus lisätään niiden väliin.Millerin vaikutus vahvistaa ristikapasitanssia ja voi jopa tappaa värähtelyt.
Kaksi vastused:
Olin Lathrop
2012-08-30 16:59:09 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Sijoittelusi on hieno.

Kristallisignaalijälkien reititys on kunnossa.

Maadoitus on huono. Onneksi sen tekeminen paremmin helpottaa piirilevyn suunnittelua. Mikrokontrollerin paluuvirroissa ja kristallikorkkien läpi kulkevissa virtauksissa tulee olemaan merkittävä korkeataajuinen sisältö. Niiden tulisi olla paikallisesti eikä niitä saa antaa virrata päämaatason poikki. Jos et vältä sitä, sinulla ei ole enää maatasoa, vaan keskellä syötetty laastari-antenni.

Sido kaikki mikroon välittömästi liitetty maa yhteen ylempään kerrokseen. Tähän sisältyvät mikro: n maadoitetut nastat ja kristallikorkkien maapuoli. Liitä sitten tämä verkko maatasoon vain yhdessä paikassa . Tällä tavalla mikron ja kiteen aiheuttamat suurtaajuuspiirin virrat pysyvät paikallisverkossa. Ainoa virta, joka kulkee yhteyden kautta maatasoon, ovat paluuvirrat, jotka muut piirit näkevät.

Lisää ylimääräistä luottoa, joten jotain vastaavaa mikro-verkkoon sijoita kaksi yksittäistä syöttöpistettä lähellä toisiaan, aseta sitten noin 10 µF keraaminen korkki näiden kahden väliin heti syöttöpisteiden mikropuolelle. Korkista tulee toisen tason shuntti suurtaajuuksiselle virralle mikropiirin tuottamille maavirroille, ja syöttöpisteiden läheisyys vähentää patch-antenniaseman tasoa kaikesta, mikä pakenee muista puolustuksistasi.

Lisätietoja , katso https://electronics.stackexchange.com/a/15143/4512.

Lisätty vastauksena uuteen asetteluun:

Tämä on ehdottomasti parempi, koska suurtaajuuspiirin virrat pidetään päämaatasosta. Tämän pitäisi vähentää levyn kokonaissäteilyä. Koska kaikki antennit toimivat symmetrisesti vastaanottimina ja lähettiminä, se vähentää myös herkkyyttäsi ulkoisille signaaleille.

En näe tarvetta tehdä maadoitusjälkeä kristallikorkkeista takaisin mikroihin niin rasvaisiksi. Siinä ei ole juurikaan haittaa, mutta se ei ole välttämätöntä. Virrat ovat melko pieniä, joten jopa 8 miljoonan jälki on hieno.

En todellakaan näe tarkoitusta tarkoitukselliselle antennille, joka tulee alas kristallikorkkeista ja kiertyy kristallin ympärille. Signaalisi ovat selvästi sen alapuolella, mistä se alkaa resonoida, mutta vastikkeettomien antennien lisääminen, kun ei ole tarkoitettu RF-lähetystä tai vastaanottoa, ei ole hyvä idea. Yrität ilmeisesti laittaa "suojarenkaan" kiteen ympärille, mutta et perustellut miksi. Ellei sinulla ole erittäin korkeita lähellä olevia dV / dt-tasoja ja huonosti valmistettuja kiteitä, ei ole mitään syytä, että heillä on oltava suojarenkaat.

OP on tehnyt joitain muokkauksia kysymykseen ehdotuksesi jälkeen. Ja olen erittäin utelias ajatuksistasi ulkoasusta muokkauksen jälkeen :)
Se on mielenkiintoinen kohta vartijarenkaasta. Viimeisessä suunnitelmassani toteutin tällaisen suojarenkaan, kuten sitä suositeltiin Atmel-liitetiedostossa. (http://www.atmel.com/images/doc2521.pdf) Minulla ei ollut ongelmia kelloni kanssa, mutta sitten en saanut sitäkään myöskään FCC: n hyväksyntää.
Voi mieli, Atmel-appnote mainittiin jo. Minä olen niin tyhmä.
Olin, olen pahoillani; En ole äidinkielenään puhuva. Mitä tarkoitit sanalla "" Siinä ei ole juurikaan haittaa, mutta se ei ole välttämätöntä "?
@abdullah: Se tarkoittaa, että se ei tee mitään haittaa, mutta ei myöskään tarjoa paljon hyötyä. Toisin sanoen, ei tarvitse vaivautua tekemään niin, mutta ei tule satuttaa mitään, jos teet.
Entä jäljen induktanssi? Se on matalampi, kun jälki on paksumpi. Onko sillä hyvin pieni ero, kun se on paksumpi?
@abdullah: Kyllä, laajemmilla jälkillä on vähemmän induktanssia ja vähemmän vastusta. Ero on kuitenkin niin pieni tällaisessa tapauksessa, jossa kide on lähellä sen ohjainta, että se on epämeteraalinen. Käytän rutiininomaisesti 8 miljoonan jälkiä enkä ole havainnut mitään ongelmia. Laajemmat jäljet ​​vievät enemmän tilaa ja niillä on enemmän kapasitanssia muualle.
"sinulla ei ole enää maatasoa, mutta keskitetyllä patch-antennilla" - luultavasti eniten lauseita kohden, jonka olen lukenut koko viikon ajan :) En voinut olla samaa mieltä.
@OlinLathrop: Kiitos upeasta vastauksestasi.Minulla on samanlainen piiri ja haluan tehdä paikallisen maatason.Olen kuitenkin hämmentynyt siitä, pitäisikö minun saada paikallista kuparikaatoa vai vain liittääkö kukin gnd-nasta 10-15mil: n johdolla?
Miksi oskillaattorivirrat virtaavat piirin muissa osissa?Näillä taajuuksilla virrat virtaavat suoraan ylimmän kerroksen oskillaattorisignaalien alle.
Minun on sovittava @Mike: n kanssa.Alla olevan linkin mukaan maata ei pitäisi halkaista.Siinä mainitaan jopa seuraava: "Ajatuksena on, että muutat maatason laastarin pieneksi saareksi ja kiinnität sen yhteen paikkaan. Melkein jokaisessa tapauksessa, jonka olen nähnyt, joku olettaa jonkinlaisen maagisen ongelman, koskavirrat kiertävät maatasossa. Itse asiassa joka kerta kun olen nähnyt jonkun leikkaavan maatasoa, he ovat luoneet EMI-ongelman. " https://resources.altium.com/p/splitting-planes-good-bad-and-ugly
PkP
2016-08-16 00:54:38 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Katso Atmelin sovellushuomautus AVR186, "Paras käytäntö oskillaattoreiden piirilevyasettelulle" osoitteessa http://ww1.microchip.com/downloads/fi/DeviceDoc/Atmel-8128-Best-Practices-for-the-PCB-Layout-of-Oscillators_ApplicationNote_AVR186.pdf

Aseta kuormakorkit mikropiirin viereen;IC: n ja kiteen välillä.Pidä XTALI, XTALO -jäljet lyhyinä, mutta minimoi niiden kapasitiivinen kytkentä pitämällä jäljet mahdollisimman kaukana toisistaan.Jos sinun on tehtävä jäljet yli puoli tuumaa, aseta maadoitusjohto niiden väliin tappamaan ristikapasitanssi.Ympäröi jäljet maadoituksella kaikilta puolilta ja aseta maataso koko asian alle.

Pidä jäljet lyhyinä.



ⓘ
Tämä Q & A käännettiin automaattisesti englanniksi.Alkuperäinen sisältö on saatavilla stackexchange-palvelussa, jota kiitämme cc by-sa 3.0-lisenssistä, jolla sitä jaetaan.
Loading...