晶体
PCB中常用的晶体封装有:2管脚的插件封装和SMD封装、4管脚的SMD封装,常见
封装如下图:
2管脚PTH2管脚SMD封装4管脚SMD封装
尽管晶体有不同的规格,但它们的基本电路设计是一致的,因此PCB的布局、布线规
则也是通用的。基本的电路设计如下图:
从电路原理图中可以看出,电路由晶体+2个电容组成,这两个电容分别为增益电容和
相位电容。
晶体电路布局时,两个电容靠近晶体放置,布局效果图如下:
布线时,晶体的一对线要走成类差分的形式,线尽量短、且要加粗并进行包地处理,效
果如下图:
上述的是最基本和最常见的晶体电路设计,也有一些变形设计,如加串阻、测试点等,
如下图,设计思路还是一致的:
结合上述,布局应注意:
1.和IC布在同一层面,这样可以少打孔;
2.布局要紧凑,电容位于晶体和IC之间,且靠近晶体放置,使时钟线到IC尽量
短;
3.对于有测试点的情况,尽量避免stub或者是使stub尽量短;
4.附近不要摆放大功率器件、如电源芯片、MOS管、电感等发热量大的器件;
布线应注意:
1.和IC同层布局,同层走线,尽量少打孔,如果打孔,需要在附近加回流地孔;
2.类差分走线;
3.走线要加粗,通常8~12mil;由于晶体时钟波形为正弦波,所以此处按模拟设计
思路处理;
4.信号线包地处理,且包地线或者铜皮要打屏蔽地孔;
5.晶体电路模块区域相当于模拟区域,尽量不要有其他信号穿过;
晶振
相比于晶体电路,晶振是有源电路,主要由三部分组成:晶振+电源滤波电路+源端匹
配电阻:常见电路设计如下图:
布局布线效果图如下:
布局、布线总结:
1.滤波电容靠近电源管脚,遵循先大后小原则摆放,小电容靠得最近;
2.匹配电阻靠近晶振摆放;如果原理图中没有这个电阻,可建议加上;
3.附近不要摆放大功率器件、如电源芯片、MOS管、电感等发热量大的器件;
4.时钟线按50欧姆阻抗线来走;如果时钟线过长,可以走在内层,打孔换层处加回
流地孔;
5.其他信号与时钟信号保持4W间距;
6.包地处理,并加屏蔽地孔;
时钟分配器
时钟分配器种类比较多,在设计时保证时钟分配器到各个IC的距离尽量短,通常放在
对称的位置,例如:
时钟分配器电路:
PCB设计如下图:
布局、布线总结:
1.时钟发生电路要靠近时钟分配器,常见的时钟发生电路是晶体、晶振电路;
2.时钟分配电路放置在对称位置,保证到各个IC的时钟信号线路尽量短;
3.附近不要摆放大功率器件、如电源芯片、MOS管、电感等发热量大的器件;
4.时钟信号线过长时,可以走在内层,换层孔的200mil范围内要有回流地过孔;