请选择 进入手机版 | 继续访问电脑版

你的浏览器版本过低,可能导致网站不能正常访问!
为了你能正常使用网站功能,请使用这些浏览器。

晶振不能放置在PCB边缘的原因

[复制链接]
gaosmile 发布时间:2020-8-6 17:45
某行车记录仪,测试的时候要加一个外接适配器,在机器上电运行测试时发现超标,具体频点是84MHz、144MHz、168MHz,需要分析其辐射超标产生的原因,并给出相应的对策。辐射测试数据如下:
* ^$ [3 J- _! x; b6 S9 {) c* V# d+ o( V0 x' @

! W' M, f9 M' V) \& q: }0 v 微信图片_20200806174352.jpg
图1:辐射测试数据

+ t/ d' N0 g8 X/ ], a' U

4 y; ^7 D& h6 X! M$ V
; f" x/ {" S5 v5 {' v
  s$ o+ [) k5 ~6 p& v6 V, }
辐射源头分析
! W# ]4 U+ e6 f; p

0 w9 r; S, n  J# R该产品只有一块PCB,其上有一个12MHz的晶体。其中超标频点恰好都是12MHz的倍频,而分析该机器容易EMI辐射超标的屏和摄像头,发现LCD-CLK是33MHz,而摄像头MCLK是24MHz;通过排除发现去掉摄像头后,超标点依然存在,而通过屏蔽12MHz晶体,超标点有降低,由此判断144MHz超标点与晶体有关,PCB布局如下: 微信图片_20200806174355.jpg 图2:PCB布局图
7 @; o/ N' H) q
3 ~/ s) Y0 e7 [4 ~; Y/ P

' e9 c6 A! I/ ~+ A6 m
& n' s* h: D2 {( o$ d
辐射产生的原理

5 b! F2 z- Y! T1 G
' }  K, U- ?: j( T( a从PCB布局可以看出,12MHz的晶体正好布置在了PCB边缘,当产品放置于辐射发射的测试环境中时,被测产品的高速器件与实验室中参考地会形成一定的容性耦合,产生寄生电容,导致出现共模辐射,寄生电容越大,共模辐射越强;而寄生电容实质就是晶体与参考地之间的电场分布,当两者之间电压恒定时,两者之间电场分布越多,两者之间电场强度就越大,寄生电容也会越大,晶体在PCB边缘与在PCB中间时电场分布如下:
微信图片_20200806174358.jpg 图3:PCB边缘的晶振与参考接地板之间的电场分布示意图% M; ^  v% s, D1 w

: n9 v# ~' T1 k# k9 [
微信图片_20200806174402.jpg
图4:PCB中间的晶振与参考接地板之间的电场分布示意图从图中可以看出,当晶振布置在PCB中间,或离PCB边缘较远时,由于PCB中工作地(GND)平面的存在,使大部分的电场控制在晶振与工作地之间,即在PCB内部,分布到参考接地板的电场大大减小,导致辐射发射就降低了。

, g* ~7 M* }& K9 Y
* x" p$ w+ G2 X7 |) j6 m
/ m9 ^9 H# r, \6 ]
处理措施
5 m$ I) z, }# x

% {: t* P$ S9 y, p. C将晶振内移,使其离PCB边缘至少1cm以上的距离,并在PCB表层离晶振1cm的范围内敷铜,同时把表层的铜通过过孔与PCB地平面相连。经过修改后的测试结果频谱图如下,从图可以看出,辐射发射有了明显改善。 微信图片_20200806174455.jpg # F4 Z# z' B: ~, _

( l2 f1 O) ~* O: o
& g+ u) A$ ?& E8 V: I8 M3 P: R# n5 w

$ n- O9 y& S* `3 U+ k
思考与启示
7 Q3 }) k  z. R% O
. \/ ^% z1 w: C- {  }1 o! L
高速的印制线或器件与参考接地板之间的容性耦合,会产生EMI问题,敏感印制线或器件布置在PCB边缘会产生抗扰度问题。
9 e6 M8 m, u$ _  {) _4 d
如果设计中由于其他一些原因一定要布置在PCB边缘,那么可以在印制线边上再布一根工作地线,并多增加过孔将此工作地线与工作地平面相连。
& z6 J# a: q/ _" M4 s+ x# e* k
收藏 1 评论0 发布时间:2020-8-6 17:45

举报

0个回答

所属标签

相似分享

关于意法半导体
我们是谁
投资者关系
意法半导体可持续发展举措
创新和工艺
招聘信息
联系我们
联系ST分支机构
寻找销售人员和分销渠道
社区
媒体中心
活动与培训
隐私策略
隐私策略
Cookies管理
行使您的权利
关注我们
st-img 微信公众号
st-img 手机版