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电路板晶振EMC干扰解决方法和经验谈

嘉峪检测网        2025-02-11 19:13

晶振干扰超标是电路设计中常见的问题,以下是解决晶振干扰超标的方法和经验分享:

 

从干扰源入手

 

• 使用展频晶振:展频晶振通过动态改变时钟频率,将能量分散,从而有效降低电磁辐射功率,减少EMI电磁干扰。例如,SG-9101系列展频石英振荡器提供多种调制方式,可实现不同调制百分比,且引入的时钟信号抖动很小。

 

• 优化晶振布局和走线:晶振应尽可能靠近对应的芯片引脚,走线尽可能短且直,避免过孔和曲折,减少不必要的高次谐波和辐射。同时,晶振下方尽量不走线,尤其是高速信号线。

 

• 采用吸收电路:如无源RC吸收电路,可应用于吸收LC谐振电路,从而降低干扰。

 

从干扰路径入手

 

• 屏蔽:使用金属屏蔽外壳或金属屏蔽罩将晶振封装起来,可防止外部电磁辐射进入晶振电路,减少干扰。此外,对于高频、高速、时钟等关键信号线,可采用包地处理,减小信号环路面积,从而降低辐射。

 

• 增加阻抗:在电源输出端串联磁珠、电感,信号输出支路串联电阻,增大干扰源对外路径的阻抗,减少干扰的传播。

 

• 调整耦合条件:增加干扰源和被干扰源之间的距离,减小它们的有效耦合面积,选择介电常数较小的材料隔在二者之间,可减少容性耦合和感性耦合。

 

从接收端入手

 

• 去耦与稳压:在电源输入端加入去耦电容,减少电源波动和噪声干扰。同时使用稳压电路,确保晶振获得稳定的电源供给,避免电压波动影响其频率稳定性。

 

• 使用晶体滤波器:晶体滤波器能够有效抑制高频噪声,降低干扰对晶振的影响,通过选择合适的滤波器,可以滤除干扰信号,提高晶振的频率稳定性。

 

其他经验谈

 

• 单点接地:对晶振的地进行单点接地处理,避免干扰流入大地,同时在对应的其他层留下地平面提供回路。

 

• 优化PCB设计:采用多层板设计,如四层板,其中电源和地各自独立一层,完整的地平面作为参考平面,可起到一定的屏蔽作用。

 

• 软件抗干扰技术:通过数字滤波算法对采集到的信号进行数字处理,进一步降低噪声干扰的影响,提高信号的纯净度和稳定性。

 

 

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来源:质量提升与技术