晶振干擾超標(biāo)是電路設(shè)計(jì)中常見的問題,以下是解決晶振干擾超標(biāo)的方法和經(jīng)驗(yàn)分享:
從干擾源入手
? 使用展頻晶振:展頻晶振通過動(dòng)態(tài)改變時(shí)鐘頻率,將能量分散,從而有效降低電磁輻射功率,減少EMI電磁干擾。例如,SG-9101系列展頻石英振蕩器提供多種調(diào)制方式,可實(shí)現(xiàn)不同調(diào)制百分比,且引入的時(shí)鐘信號(hào)抖動(dòng)很小。
? 優(yōu)化晶振布局和走線:晶振應(yīng)盡可能靠近對應(yīng)的芯片引腳,走線盡可能短且直,避免過孔和曲折,減少不必要的高次諧波和輻射。同時(shí),晶振下方盡量不走線,尤其是高速信號(hào)線。
? 采用吸收電路:如無源RC吸收電路,可應(yīng)用于吸收LC諧振電路,從而降低干擾。
從干擾路徑入手
? 屏蔽:使用金屬屏蔽外殼或金屬屏蔽罩將晶振封裝起來,可防止外部電磁輻射進(jìn)入晶振電路,減少干擾。此外,對于高頻、高速、時(shí)鐘等關(guān)鍵信號(hào)線,可采用包地處理,減小信號(hào)環(huán)路面積,從而降低輻射。
? 增加阻抗:在電源輸出端串聯(lián)磁珠、電感,信號(hào)輸出支路串聯(lián)電阻,增大干擾源對外路徑的阻抗,減少干擾的傳播。
? 調(diào)整耦合條件:增加干擾源和被干擾源之間的距離,減小它們的有效耦合面積,選擇介電常數(shù)較小的材料隔在二者之間,可減少容性耦合和感性耦合。
從接收端入手
? 去耦與穩(wěn)壓:在電源輸入端加入去耦電容,減少電源波動(dòng)和噪聲干擾。同時(shí)使用穩(wěn)壓電路,確保晶振獲得穩(wěn)定的電源供給,避免電壓波動(dòng)影響其頻率穩(wěn)定性。
? 使用晶體濾波器:晶體濾波器能夠有效抑制高頻噪聲,降低干擾對晶振的影響,通過選擇合適的濾波器,可以濾除干擾信號(hào),提高晶振的頻率穩(wěn)定性。
其他經(jīng)驗(yàn)談
? 單點(diǎn)接地:對晶振的地進(jìn)行單點(diǎn)接地處理,避免干擾流入大地,同時(shí)在對應(yīng)的其他層留下地平面提供回路。
? 優(yōu)化PCB設(shè)計(jì):采用多層板設(shè)計(jì),如四層板,其中電源和地各自獨(dú)立一層,完整的地平面作為參考平面,可起到一定的屏蔽作用。
? 軟件抗干擾技術(shù):通過數(shù)字濾波算法對采集到的信號(hào)進(jìn)行數(shù)字處理,進(jìn)一步降低噪聲干擾的影響,提高信號(hào)的純凈度和穩(wěn)定性。