Beachten Sie die folgenden Überlegungen zur Uhr auf einer Platine:
1. Layout
a) Der Taktkristall und die zugehörigen Schaltkreise sollten zentral auf der Leiterplatte angeordnet sein und eine gute Form haben, nicht in der Nähe der E/A-Schnittstelle. Der Taktgeneratorschaltkreis kann nicht auf einer Tochterkarte oder Tochterplatine ausgeführt werden, sondern muss auf einer separaten Taktplatine oder Trägerplatine ausgeführt werden.
Wie in der folgenden Abbildung gezeigt, ist der grüne Kastenteil der nächsten Schicht gut, um die Linie nicht zu überschreiten
b. Platzieren Sie im Taktschaltungsbereich der Leiterplatte nur die Geräte, die mit der Taktschaltung in Zusammenhang stehen. Vermeiden Sie das Verlegen anderer Schaltungen und verlegen Sie keine anderen Signalleitungen in der Nähe oder unter dem Kristall: Wenn Sie die Massefläche unter einer Takterzeugungsschaltung oder einem Kristall verwenden und andere Signale durch die Fläche laufen, was die Funktion der abgebildeten Fläche verletzt, entsteht eine kleine Masseschleife, wenn das Signal durch die Massefläche läuft, und die Kontinuität der Massefläche wird beeinträchtigt. Diese Masseschleifen verursachen bei hohen Frequenzen Probleme.
c. Für Taktkristalle und Taktschaltungen können Abschirmmaßnahmen zur Abschirmung der Verarbeitung ergriffen werden.
d. Wenn das Uhrengehäuse aus Metall besteht, muss das PCB-Design unter dem Kristallkupfer verlegt werden und sichergestellt werden, dass dieser Teil und die gesamte Massefläche eine gute elektrische Verbindung haben (durch poröse Masse).
Vorteile der Pflasterung unter Uhrkristallen:
Die Schaltung im Quarzoszillator erzeugt HF-Strom. Befindet sich der Quarz in einem Metallgehäuse, dient der Gleichstromanschluss als Referenz für die Gleichspannung und die HF-Stromschleife im Quarz. Der durch die HF-Strahlung des Gehäuses erzeugte Übergangsstrom wird über die Massefläche abgeleitet. Kurz gesagt: Das Metallgehäuse fungiert als Single-Ended-Antenne. Die nahe Bildebene, die Massefläche und manchmal zwei oder mehr Schichten reichen für die Strahlungskopplung des HF-Stroms zur Erde aus. Die Quarzunterlage dient zudem der Wärmeableitung. Die Taktschaltung und die Quarzunterlage bilden eine Abbildungsebene, die den vom Quarz und der Taktschaltung erzeugten Gleichtaktstrom und damit die HF-Strahlung reduzieren kann. Die Massefläche absorbiert zudem den HF-Gegentaktstrom. Diese Ebene muss über mehrere Punkte mit der gesamten Massefläche verbunden sein und benötigt mehrere Durchgangslöcher, die eine niedrige Impedanz gewährleisten. Um die Wirkung dieser Massefläche zu verstärken, sollte sich die Taktgeneratorschaltung in der Nähe dieser Massefläche befinden.
SMT-verpackte Kristalle weisen eine höhere HF-Energiestrahlung auf als metallummantelte Kristalle: Da oberflächenmontierte Kristalle meist aus Kunststoff bestehen, wird der HF-Strom im Inneren des Kristalls in den Raum abgestrahlt und an andere Geräte gekoppelt.
1. Teilen Sie das Taktrouting
Es ist besser, das Signal mit der schnell ansteigenden Flanke und das Klingelsignal mit einer radialen Topologie zu verbinden, als das Netzwerk mit einer einzigen gemeinsamen Treiberquelle zu verbinden. Außerdem sollte jede Route durch Abschlussmaßnahmen entsprechend ihrer charakteristischen Impedanz geroutet werden.
2. Anforderungen an die Taktübertragungsleitung und PCB-Schichtung
Taktrouting-Prinzip: Eine komplette Bildebenenschicht in unmittelbarer Nähe der Taktrouting-Schicht anordnen, die Leitungslänge reduzieren und eine Impedanzkontrolle durchführen.
Eine falsche Verdrahtung zwischen den Schichten und Impedanzfehlanpassungen können zu Folgendem führen:
1) Die Verwendung von Löchern und Sprüngen in der Verdrahtung führt zur Unvollständigkeit der Bildschleife;
2) Die Stoßspannung auf der Bildebene aufgrund der Spannung am Signalstift des Geräts ändert sich mit der Änderung des Signals.
3) Wenn die Leitung das 3W-Prinzip nicht berücksichtigt, verursachen unterschiedliche Taktsignale Übersprechen.
Verdrahtung des Taktsignals
1. Die Taktleitung muss in der inneren Schicht der mehrschichtigen Leiterplatte verlaufen. Achten Sie darauf, einer Flachbandleitung zu folgen. Wenn Sie auf der äußeren Schicht verlaufen möchten, verwenden Sie nur eine Mikrostreifenleitung.
2. Die innere Schicht kann eine vollständige Bildebene gewährleisten, einen niederohmigen HF-Übertragungspfad bereitstellen und einen magnetischen Fluss erzeugen, der den magnetischen Fluss der Quellübertragungsleitung ausgleicht. Je geringer der Abstand zwischen Quelle und Rückweg, desto besser die Entmagnetisierung. Dank der verbesserten Entmagnetisierung bietet jede vollflächige Bildschicht einer hochdichten Leiterplatte eine Unterdrückung von 6–8 dB.
3. Die Vorteile einer Mehrschichtplatine: Eine oder mehrere Schichten können der gesamten Stromversorgung und der Massefläche zugeordnet werden, wodurch ein gutes Entkopplungssystem aufgebaut werden kann, die Fläche der Masseschleife reduziert wird, die Strahlung im Gegentaktmodus reduziert wird, elektromagnetische Störungen reduziert werden, der Impedanzpegel des Signal- und Stromrückwegs reduziert wird, die Konsistenz der gesamten Leitungsimpedanz aufrechterhalten werden kann und das Übersprechen zwischen benachbarten Leitungen reduziert wird.
Beitragszeit: 05.07.2023
