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PCB科技 - 為什麼晶體振盪器不能放在PCB的邊緣?

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PCB科技 - 為什麼晶體振盪器不能放在PCB的邊緣?

為什麼晶體振盪器不能放在PCB的邊緣?

2021-09-26
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Author:Frank

在某車輛記錄儀的測試過程中添加了一個外部轉接器。 當機器通電並測試時,發現輻射超過標準,具體頻率點為84MHZ、144MH和168MHZ。 有必要分析輻射超標的原因,並給出相應的對策。 輻射測試數據如下:

iPCB

1、輻射源分析:

該產品由單個 PCB電路板 上面有一塊12MHZ的晶體. 超出的頻率點恰好是12MHZ的兩倍頻率, 對易產生超EMI輻射的機器荧幕和監視器的分析表明,lC CLK為33MHZ, 攝像機MCLK為24MHZ. 通過消除, 結果發現,移除攝像機後仍然存在超標準點, 而通過遮罩12MZH晶體,降低了超標準點. 因此, 確定144MHZ超標準點與晶體有關.

電路板

2、輻射產生原理

從PCB佈局可以看出,12MHZ晶體正好放置在PCB的邊緣。 當產品放置在具有輻射發射的測試環境中時,被測產品的高速設備將與實驗室中的參攷接地形成一定的電容耦合,從而產生寄生電容和共模輻射。 寄生電容越大,共模輻射越强。 寄生電容本質上是晶體和參攷地之間的電場分佈。 當二者之間的電壓恒定時,二者之間的電場分佈越大,二者之間的電場強度越大,寄生電容越大。 PCB邊緣晶體和PCB中間晶體之間的電場分佈。

從圖中可以看出,當晶體振盪器佈置在PCB中間或遠離PUB邊緣時,由於PCB中存在工作接地層(GND),大部分電場在晶體振盪器和工作地之間控制,即分佈到參攷接地板的電場在PCB中大大降低, 導致輻射發射减少。

3、處理措施

向內移動晶體振盪器,使其距離PCB邊緣至少1cm,並在PCB表面距離晶體振盪器1cm的範圍內塗銅,並通過孔將表面上的銅與PCB地板連接。 修改後的測試結果的頻譜圖如下所示,從中可以看出輻射發射已顯著改善。

4、思考與啟示

高速印刷線路或設備與參攷接地板之間的電容耦合可能會導致EMI問題,而在PCB邊緣放置敏感印刷線路或設備可能會導致干擾問題。

如果出於其他原因必須將設計佈置在PCB邊緣,則可以在列印線邊緣布上工作地線,並新增孔以將工作地線與工作接地層連接。