
時鐘(Clock)在一般SoC電路上是必不可少的,精準的時鐘通常由晶振提供,晶振很難集成到芯片中去,而是作為分立元件設計在PCB上。它就像是人的心臟,如果時鐘出錯了,整個電路或者通信就會發生問題。
比如,16MHz晶振給一個2.4G藍牙芯片提供參考時鐘,如果16MHz出現頻偏,比如偏-48ppm(頻率為15.999223MHz),由于射頻是參考時鐘倍頻上去的,也會出現-48ppm的頻偏(藍牙頻點變成2,399,883,450Hz,約100KHz的頻偏),造成藍牙與標準頻率的對端無法通信。
因此一個好的時鐘電路是非常必要的,此篇文章對時鐘電路中的晶振電路layout簡單做一下闡述。
對于晶振電路,我們需要從幾個方面考慮設計:
?降低寄生電容的不確定性
?降低溫度的不確定性
?減少對其他電路的干擾
設計注意點:
1. 晶振盡量靠近芯片,保證線路盡量短,防止線路過長導致串擾以及寄生電容。
2. 晶振周圍打地孔做包地處理。
3. 晶振底部不要走信號線,尤其是其他高頻時鐘線。
4. 負載電容的回流地要短。
5. 走線時先經過電容再進入晶振。
下面分別舉例貼片無源晶振及有源晶振的走線方式:
兩腳貼片無源晶振
? 6. ?? 封裝較大,可從晶振中間出線。
? 7. ?? 如果有測試點,使stub盡量短。
? 8. ?? 走線可以走成假差分形式。盡量走在同一層。
? 9. ?? 部分晶振底下需要做掏空處理,以防電容效應以及熱效應造成頻偏。
?10. ?如果是鐵殼晶振,外殼做接地處理,提高抗干擾能力。
? 11. ?晶振選型需要選工作溫度達到125攝氏度及以上的。
四腳貼片無源晶振
HTOL測試板上有源晶振的布局:
由于老化測試中一般芯片都在socket中測試,所以晶振不能與Socket放置在同一面,否則晶振會距離芯片較遠。
晶振放在反面則需要打孔后連接至芯片管腳,此時需要在打孔附近增加回流地孔。
有源晶振需額外注意電源濾波電路處的電容,從大到小依次靠近晶振放置。
貼片有源晶振
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