在電路設(shè)計(jì)中,系統(tǒng)晶振時(shí)鐘頻率很高,干擾諧波出來(lái)的能量也強(qiáng),諧波除了會(huì)從輸入與輸出兩條線導(dǎo)出來(lái)外,也會(huì)從空間輻射出來(lái),這也導(dǎo)致在PCB設(shè)計(jì)中對(duì)晶振的布局要求嚴(yán)格,如果出錯(cuò)會(huì)很容易造成很強(qiáng)的雜散輻射問(wèn)題,并且很難通過(guò)其他方法來(lái)解決,所以在PCB板布局時(shí)對(duì)晶振和CLK信號(hào)線布局很關(guān)鍵。
布局與走線設(shè)計(jì)
晶振內(nèi)部是石英晶體,如果不慎掉落或受不明撞擊,石英晶體易斷裂破損,所以晶振的放置遠(yuǎn)離板邊,靠近MCU的位置布局。
晶振緊鄰主控芯片(如MCU、FPGA)時(shí)鐘輸入引腳,最大走線長(zhǎng)度≤10mm。

遠(yuǎn)離高速信號(hào)線(如DDR、USB差分對(duì)),間距≥3倍線寬,避免串?dāng)_。
走線長(zhǎng)度與寬度?:時(shí)鐘走線應(yīng)盡量短且直,線寬適當(dāng)加粗以降低阻抗,但需平衡與發(fā)熱源的距離。?對(duì)于高頻信號(hào)(如10 MHz以上),走線長(zhǎng)度需控制在500 mil以內(nèi)。
包地屏蔽?:時(shí)鐘走線建議包地處理,用地線包圍信號(hào)線,并每隔一段距離(如100 mil)打過(guò)孔連接地層,增強(qiáng)抗干擾能力。?
避免交叉干擾?:晶振輸出信號(hào)線不得跨越電源層或敏感信號(hào)線,若必須跨越需垂直走線并保持間距。
去耦與濾波
電源去耦?:晶振電源引腳需加去耦電容(如100nF陶瓷電容),靠近引腳放置,以濾除高頻噪聲。?4 對(duì)于有源晶振,電源線可串聯(lián)小電阻(47~100 Ω)限流。?
負(fù)載電容配置?:無(wú)源晶振需外接負(fù)載電容(Cg和Cd),其值需滿足:負(fù)載電容CL = (Cg × Cd) / (Cg + Cd) + 雜散電容(Cs)。雜散電容通常取2~5 pF,設(shè)計(jì)時(shí)需根據(jù)晶振規(guī)格調(diào)整Cg和Cd值(例如CL=15 pF時(shí),可取Cg=Cd=24 pF)
耦合電容應(yīng)盡量靠近晶振的電源管腳,如果多個(gè)耦合電容,按照電源流入方向,依次容值從大到小擺放;晶振則要盡量的靠近MCU
其他說(shuō)明
高獨(dú)立:盡可能保證晶振周圍的沒(méi)有其他元件。防止器件之間的互相干擾,影響時(shí)鐘和其他信號(hào)的質(zhì)量。晶振周圍 1mm 禁布器件,0.5mm 禁布過(guò)孔走線,所有晶振下不打過(guò)孔(包括地過(guò)孔)。當(dāng)心晶振和地的走線。
盡可能將其它時(shí)鐘線路與頻繁切換的信號(hào)線路布置在遠(yuǎn)離晶振連接的位置。
外殼要接地:晶振的外殼必須要接地,除了防止晶振向外輻射,也可以屏蔽外來(lái)的干擾。
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