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以KSS品牌实例为大家介绍工作中的振荡器为什么短路了

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浏览:- 发布日期:2018-06-20 11:41:06【
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在控制面板有源晶振工作中短路现象,一般都是回路设计时出现错误,或者是说线路设计时候出现缺陷,回来设计有缺陷的,在工作过程中就很容易出现停振,或者是不振等现象,这篇文章是日本京瓷晶振集团事业部一位资深高级工程师编写,希望能给后续设计人员有所帮助。

在国内普通的无源石英晶振对于很多电子线路设计工程师来说都很熟悉,甚至说是简单了,对于很多晶振生产商来说也是一样的,无源石英晶振在国内已经没有技术可言,那么有源晶振相对来说就高了一个档次了,所以在国内生产无源的石英晶振厂家非常的多,无论是生产DIP晶体系列,或者是说生产贴片晶振系列。可以说目前有点泛滥了,对于较高端的有源晶振来说就比较神秘了,从表面技术层次来说,有源晶振跟无源晶振无法就是一个带电压,一个不带电压,那有那么复杂吗?实际上有源晶振它比你想象中的复杂多了,今天我们看日本京瓷谐振器厂家的日本高级技术工程师来给我们大致讲解下有源晶振的线路设计都有哪些难题,有哪些需要注意的,这些也许对你在线路设计中能起到帮助。

一、对于EMI对策

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EMI从石英晶体振荡器电路的各个部分产生的。有可能通过该基板,其是抑制生成澄清的EMI的发生部的量度设计,以减少EMI水平。

一、EMIの発生部分动力

当包括输出本身由石英晶体振荡电路和其他功能电路的意志的噪声接收由噪声调制的电源,从这些电路产生的EMI水平将增加。另外,由于电力线的阻抗的振幅是在电源线高出现,EMI和电源线作为天线将辐射。

董事会格局

EMI水平这部分成为发生所述天线将增加连接的集成电路,晶体振荡器和电容器等是长基底图案,但许多的EMIOUT侧②的反相器的图案。在如图所示,负阻和拉平行OUT的一个长行不优选具有由于减少了。

IC内部

IC内部からも EMIが発生します。

内部EMI的产生一部分①IC

EMI也将从IC内部发生

②基板パターン

ICと贴片晶振やコンデンサ等をつなぐ基板パターンが長くなるとこの部分がアンテナとなりEMIレベルが増加しますが、インバータの OUT側②のパターンから多くの EMIが発生しています。図のようにINOUTのラインを平行に長く引くと負性抵抗も減少するので好ましく有りません。

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贴片晶振水晶振動子

発振している水晶振動子の電極には発振周波数の交流振幅が現われますが、発振段の IN側電極は一般的に正弦波に近い波形なのでEMIレベルはかなり低いのですが、OUT側では矩形波に近い波形で多くの高調波を含んでいて高いレベルの EMIを放射します。

④接地线

接地线的阻抗是高EMI水平将增加。

⑤电源线

正常电源线是交流电到地,并且在同一水平。当电源线的AC阻抗是高电源线将成为辐射的EMI的天线。

EMI从端口输出⑥输出端口的数据产生

⑥出力ポート  データを出力するポートからも EMIが発生します。

石英晶体振荡器

虽然石英晶体振荡器的电极是振荡会出现交替的振荡频率的电流幅度,EMI水平是但自振荡器级的IN侧电极是大致接近正弦波的波形,矩形OUT侧相当低包括一些在波附近波形的谐波排放大量的EMI

京瓷KINSEKI有限公司设计中心20041014M0502-04003-0031/3

QQ截图20130620114441

二、EMI对策

使用的C-MOS倒相器皮尔斯晶体振荡器电路的IN侧的振动波形,是因为它是接近从该部分产生的正弦波或正石英晶振弦波谐波的波形是非常小的。逆变器输出相对于它的波形侧含有大量的谐波成分,因为它是一个方波,方波或失真。连接到衬底图案是在空气中辐射作为电磁干扰成为天线在这部分

一个IC和京瓷石英晶振和电容器,并如图所示在右端将设计所述衬底,以便纳古板图案以打开最短模式长度,以便不被用于辐射的EMI的天线等。还存在进一步屏蔽在接地图案振荡器的信号图案周边,过多来近似这些模式彼此和负电阻会在基片的图案设计的时间被减小,从而必须注意的效果。此外,接地图案是打开端如箭头所示的部分,它设计从未以免创建一个循环是重要的。因为在可以从许多的EMI发生振荡器的基板图案是连接到逆变器的OUT侧的线,就设计该图案长度最短是重要的。请参阅您的关注也契合了“印制电路板下的设计。EMI是中产生的波形侧逆变器,因为它是在大多数情况下正弦波是一个较低的水平。董事会模式比OUT侧长增加引起EMI低得多的量小于在图案的长OUT侧的情况下

由振动波形的形状的量和EMI的水平会有所改变,但振动波形是至少EMI为在正弦波的情况下。 EMI在待从终端如此接近正弦波产生的逆变器的IN侧的振动波形在C-MOS反相器的晶体振荡器电路是少量。然而,OUT侧包含许多谐波,因为IN侧的方波正弦波反转出现放大。减少OUT侧的振荡波形的失真以下面的方式,可以减少EMI的量。

QQ截图20130620114541

使用RdRx和减少电荷的量被充电和放电到C2

通过使用这些电阻器,可以发生在负电阻降低振荡的启动时间是在振荡电路中不再改变,通过结合选择适当的值的电阻值考虑的电路满足设计的目标值你需要确认你想。

C2它使用相对于C1中的非常小的值。例如,C1 =22pF的,OUTC2 =波形端出来端和电容值来作为5pF的将接近从矩形波正弦波,因为EMI水平会降低一个很小的值。但是,由于它也降低幅度水平太小电容器的OUT侧的电容值,OUT侧的必要振幅电平应该确保有足够的值,以驱动后级的电路有你。

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大格局

的表面地对EMI IC基板的从内部发生①IC集成电路底部提供能够以减少EMI辐射到IC的低。

基板

不进行已经从基板图案发生的EMI

振荡单元OUT侧的图案与振荡电路是最短

个从所述石英晶体振荡器产生③的EMI

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SMD晶振金属盖是采用京瓷晶振CX-2520SBCX-3225SBKSX-23CX-4025SCX-96FKSX-35KSX-36,在CX-91F免费终端晶体振荡器内部,因为它被连接到金属盖,有可能被连接时的自由终端到地中,以减少空气中产生的EMI水平的电极的盖的晶体振荡器衍生。在可以输入(铅型)的晶体振荡器似乎诱发振荡幅度在整个帽,这将是在空气中的EMI辐射。请用CX-49L型金属套被安装到可以连接到地面,以减少在从晶体振荡器的空气产生的EMI水平。

EMI已经从④接地线发生

你必须设计板,使它们的电容器的图案的接地侧的导线和被拉长部分被连接到接地线也最短的模式长度,因为EMI成为天线辐射。这些措施②请参考。

石英水晶振動子基板搭載上面図

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个从所述电源线中产生的EMI

有效是在连接多个自谐振频率的值的不同的旁路电容器,使得电力线的阻抗不高在一个宽的频带。典型地连接以最短的图案长度与晶体振荡电路IC的电源端子的随从的CM所示向右,CT,在CF系列作为旁路电容器的高介电常数型陶瓷电容器。

动力

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当连接到多个位置的一组这些电容器是电源线的长板是非常有效的。如果需要几种电源电压的LSI中的一个需要一个旁路电容,分别。请注意,在与你组合的低频区域中,但调节器的大容量的和的功率到电容器稳压器IC本身连接到用于的在某些情况下噪声的比几μF多个电解电容器电容值的输出端产生振荡是必需的。此外,为了减少EMI,其从电源线辐射是和是有效的是使用KNH晶振系列的EMI滤波器KNH21104KNH21473

⑥从输出端口产生的EMI

当覆盖在图案的周边,但也有发送端口的情况下,并根据该数据的形式上的数据是不可能的是线路滤波器能在进一步的表面接地图案的相对侧被使用,通过上述②的效果方法覆盖的衬底这是具体的。使用不端口等应在由IC手册指示正确阻抗被终止。

⑦为了减少EMI从用于从电源产生的EMI直流电源生成电路辐射是有效的,当电源电路与一个金属盖或类似物屏蔽。

的电路结构和恒定的选择,以减少3.EMI(措施以便不产生谐波)

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