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。

晶振能放置在PCB边缘吗?

[复制链接]
gaosmile 发布时间:2021-2-26 10:38
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:2 s( M% _/ N# u: ~( T5 `# {
, n! V( i# O5 _+ u4 F3 U
微信图片_20210226103617.jpg
图1:辐射测试数据
6 k0 `0 T2 H$ H2 J" l

5 p' f6 |& n, y$ f8 J- I) i' ?6 n4 R) e" y! a: u
辐射源头分析7 [6 x* o; n2 A" j
3 R. f" g$ E" D% j9 ~
( \. ^: n# x) g- t
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:

$ p6 t: j. w  ?# e( B( L
微信图片_20210226103620.jpg
图2:PCB布局图

  p: O' _& J+ p' L
8 u, h( ]/ m/ d/ n8 T$ ?1 o" D' @
* ?  H" n& d9 q: e' E9 _2 M; C* ?9 D( {
辐射产生的原理
! w6 v. d  p. w  E' b4 Q/ G. t. C* \, {. }; ?

! b" w! P2 n4 p& B
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:

' n1 R$ H9 t; [5 z9 H
微信图片_20210226103623.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

# ?- t0 g6 v/ j5 Y9 C; v% }; k
微信图片_20210226103626.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
. I$ R2 n$ H- j+ D, g
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。

5 W- U4 z: h7 j, U3 G" K
4 u+ n/ d, i; Z: c' I  V

! B: h/ R8 k  G4 c+ R, o( e处理措施
2 o0 z% W, F1 M% m2 ]4 a4 y  C
1 a4 p+ I. Q3 j" \  O

9 \* e: H; X  F' A; w# o
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。

$ i) e" i  N: ~9 }
微信图片_20210226103629.jpg
/ x8 Z: Q& F/ b* p$ h4 Y/ k9 b( Y
  F8 B. a. Z; z' o, w7 `8 E

  J/ v. ]3 T, }  p2 `  M6 H思考与启示! C. j: L4 O1 l8 v) h; _( a- X7 ?' t
9 r) T" C  V4 }0 E

% T: }" z2 T% i! y
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。
) b4 e' M/ v0 X7 _- F* e
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。
% i9 z; c( n9 s) R5 p  R% N
赞 收藏 评论1 发布时间:2021-2-26 10:38

举报

1个回答
lwehui 回答时间:2021-2-26 10:57:00
不错不错
关于
我们是谁
投资者关系
意法半导体可持续发展举措
创新与技术
意法半导体官网
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
官方最新发布
人形机器人运动控制、感知与智能配电
半导体创新技术与应用方向
EE架构与软件定义汽车
12V/48V 汽车智能配电(SPD)
区域控制单元(ZCU)与分区架构
关注我们
st-img 微信公众号
st-img 手机版