晶振的选择和PCB布局(二)
为了限制VCXO的调谐范围,可通过改变外部并联电容设置向上的调节范围。并联电容取值范围为4 - 7pf,取决于电路板寄生电容。另一方面,向下的调节范围取决于内部变容二极管值,不能由外部改变。为了降低寄生电容对向上频率调节范围的影响,在电路板布局中应尽可能的减少晶体引脚对地的寄生电容,保证引脚与地层和电源层之间的清洁。
1. X1 和X2 晶体引脚均为高阻引脚,必须小心处理。需确保晶体与X1,X2 引脚之间的连线距离最短,必须小于5mm。
2. 确保VDD引脚具有良好的退藕性。(VDD与地之间连接一个0.1uF电容)
3. 即使信号位于板内层,也不能允许信号线靠近X1 和X2 引脚。在晶体引脚周围使用接地保护环。在内部或板反面使用接地保护敷铜。目前有很多表面封装晶体可用。应当注意:通过图中示意的孔将保护环与地相连。
1. Crystal下不可走線,電路儘量靠近chip端,并且与其输出时钟相关的时钟线走线等长,等阻抗。
2. trace儘量短,與其他信號需20mil間距,最好使用ground trace與其他信號隔離。
3.Crystal底下儘量不要走線。 如果實在要走線的話, 不能走線進Crystal pin腳周圍50mil之內。 尤其避免高速訊號。
系统中最复杂的部分是时钟,100M频率对时钟来说是200M。
FPGA的时钟输入要使用全局时钟引脚。高热下时钟漂移,要加锁相环同步电路。FPGA全部用同步设计,不直接用组合逻辑。
晶振参考最小化设计,电源部分需要加磁珠和小电容去耦,输出加始端匹配(频率不高就不用加匹配,远端有时也要加匹配,防反射,PCI除外),晶振下面铺数字地,多打孔,孔挨着pin。
时钟走线要看你采用什么分配方案。是公共时钟同步还是源时钟同步,要不要加时钟分配器件,加几级驱动。
实际走线长短根据分配方案和拓扑结构具体计算(尽量偏短),时钟分配器件下要铺铜,未用引脚用1K电阻下拉到地。多级驱动要加PLL补偿(补偿值需要计算)。
国产133M及以上晶振不可靠,可以从33M倍频产生133M,这样好选材。要么选日本货等。
时钟输出最好不分叉,实在不行最多分两路(特指低速,高速必须点对点),其他情况必须加时钟驱动。时钟驱动最多带2个负载,分叉后相位可能跑偏。
在布局上,时钟电路周围走低速低压信号电路,远离电源,约束在同层走线,保证阻抗连续,尽量走在少受干扰的内层,晶振不要靠近板边。走等长线的部分周围要留出足够的空间(注意3W规则,100M以上时钟线必须拉圆弧线)。点对点、菊花链结构最常用。晶振下最好不走线,尤其是高速信号线。注意大电容焊盘的特殊处理,要求保证大电流供电能力。
总之,时钟是关键信号线,所有安排一律从优,要特殊照顾。
1.有正弦波输出的贴片晶振,输出负载为10k;如果10k的负载能力不够,必须加缓冲电路,使PLL的参考与单片机的时钟相隔离;
2.晶振输出到PLL的信号线不能长,再加上TTL电平,辐射太厉害了;
3.晶振PCB表面铺地,周围通过过孔与底层大面积地相连;
4.晶振输出接带通滤波器,PLL输出接带通滤波器;
5.对两个PLL分别进行屏蔽;晶振输出接两个PLL,很难把信号线走短,最好是用同轴线从底层连接。
6.主要是做好屏蔽,尤其是接收电路部分,不光要屏蔽,还要考虑接地;
a)缓冲电路是指在你的晶振负载能力很弱的情况下使用,提高驱动能力,还起到隔离的效果,由于你现在使用TTL输出电平的晶振,驱动能力强,而且能改善PLL的带内噪声,所以可以不加缓冲放大器,主要是要解决辐射干扰问题;如果有板子上地方,也可以加一个简单的晶体管限幅放大器,会有点好处。
b)一般超短波频段和微波频段,射频前端均是收发开关或双工器-滤波器-LNA-滤波器-混频模式;短波一般是收发开关-滤波器-混频模式。
c)晶振输出,我做过实验,采用普通的陶瓷滤波器进行滤波,效果是有改善,不过还是不是很理想。 所以我才采用电容强拉波形.