今天核桃給大伙分享一個工作中一個非常典型的真實案例,是關于晶振的。我們一起來看一下到底是怎么回事,導致板子EMC過不了?這是同事晶振的layout原圖:
看到這,想必大伙都應該知道原因了吧!一問同事為什么,他說晶振不就是兩個管腳而已嘛,這兩個都不需要接地也可以起振的呀!聽到這,核桃沒啥可說的了.........的確,這兩個焊盤即使不接GND,晶振也是能正常起振的,但是要過EMC久沒那么簡單了。
我們具體分析看看。先來看看懸空的這兩個焊盤
從上圖可以看的出來,廠家是建議另外的兩個管腳是要接GND的。其實這是由于這兩個焊盤是和晶振的金屬外殼相通的,也就是說這兩個焊盤接到GND,那晶振的金屬外殼就等同于有效接GND的,可以形成一個有效的屏蔽層,有效降低整機的輻射干擾,這點非常關鍵。
晶振輸出的方波是含有奇次諧波的,這些諧波會通過周邊的走線或者寄生的參數形成有害的輻射,導致EMC超標。
4腳晶振另兩個管腳有效接地的好處如下:
(1)懸空的管腳如果收到外部干擾,就有很大的概率形成輻射天線,而有效接地之后不僅能消除電磁干擾,還是減少潛在的耦合路徑。
(2)優化回路路徑,無論是電壓還是信號,最終都是需要回到參考平面(也就是GND),降低回流阻抗,抑制干擾。
(3)晶振金屬外殼有效接地,形成天然的屏蔽層,可以給晶振金屬外殼提供最短的回流路徑,極大的降低了高頻噪音和干擾影響到周邊電路。
總結:
做硬件設計千萬不能抱有僥幸的心態去對待,一定要謹慎設計,畢竟硬件開發不等同于軟件,軟件錯了,可以改ABCD,成本也就是時間成本,但硬件要是錯了,就不單單是時間成本了,要認真對待!