石英晶振在PCB板中設(shè)計原則及電磁騷擾因素

電磁騷擾

電磁騷擾通常采用“EMI”表示，有傳導(dǎo)騷擾和輻射騷擾兩種。傳導(dǎo)是電子設(shè)備產(chǎn)生的干擾信號通過導(dǎo)電介質(zhì)或公共電源線互相騷擾，輻射騷擾是指電子設(shè)備產(chǎn)生的騷擾信號通過空間耦合把騷擾信號傳給另一個電網(wǎng)絡(luò)或者電子設(shè)備。

電磁騷擾按來源可分為人為騷擾和自然騷擾。人為騷擾可指在人類生活、交融、生產(chǎn)、科學(xué)研究、軍事活動等產(chǎn)生的電磁干擾；自然騷擾包括雷電騷擾和宇宙噪聲。

電磁騷擾按信號的功能可分為功能性騷擾和非功能性騷擾。功能性騷擾是指設(shè)備正常工作時產(chǎn)生的信號對其他設(shè)備產(chǎn)生的干擾；非功能性騷擾是指廢棄的的電磁泄露產(chǎn)生的騷擾。

石英晶體諧振器

石英晶片給他鍍上電極，安裝在一個支架上，然后選用金屬性的封裝，這樣就變成了石英晶體諧振器，也成為晶振。晶振在振蕩電路輸出信號產(chǎn)生振蕩頻率。

設(shè)計原則：

1) 遠離I/O接口和電源輸入端口；

2) 鋪銅處理。石英晶振在PCB中必須要鋪銅處理，輸出端引線不允許走PCB表層，不能在晶振擺放區(qū)域和下方投影區(qū)布地；

3) 石英晶振遠離板邊。等長線的部分周圍需要留足夠的位置，點對點或菊花鏈的結(jié)構(gòu)；

4) 石英晶振下方最好不要走線，尤其是高速信號線；

5) 石英晶振的濾波電容與匹配電阻靠近CPU芯片優(yōu)先放置，兩者間的走線盡量短而直，遠離板邊；

6) 依次排序、整齊、緊湊。石英晶振的濾波電容與匹配電阻依次信號流向排序，且靠近晶振擺放整齊、緊湊；

電磁騷擾因素

通常有以下三個要求會產(chǎn)生電磁干擾：

1) 電磁騷擾源：指產(chǎn)生電磁騷擾的元器件、設(shè)備、系統(tǒng)或自然現(xiàn)象；

2) 騷擾信號耦合通道：指騷擾信號的傳播途徑，包括傳導(dǎo)耦合和輻射耦合；

3) 儀器設(shè)備：對此類騷擾產(chǎn)生響應(yīng)的設(shè)備；

石英晶振的電路優(yōu)化

當試驗發(fā)現(xiàn)電磁輻射超標是由石英晶振產(chǎn)生時，在不完全改動PCB布局的情況下，可以對電路進行優(yōu)化，符合GB9254標準規(guī)定的輻射限值要求，有以下幾個優(yōu)化參考：

1) 晶振起振的電容匹配度。查看電路中電容是否匹配，若電容不匹配，請更換匹配電容；

2) 晶振外殼接地。若晶振外殼沒有接地，需要將外殼接地，減少輻射；

3) 采取屏蔽措施，完全隔離騷擾源；

4) 晶振管腳連接電阻，減少晶振輸出的振動能量。