PCB設(shè)計單板上時鐘的注意事項

單板上時鐘的注意事項，主要有以下幾個方面可以考慮：
　　1、布局
　　a、時鐘晶體和相關(guān)電路應(yīng)布置在PCB的中央位置并且要有良好的地層，而不是靠近I/O接口處。不可將時鐘產(chǎn)生電路做成子卡或者子板的形式，必須做在單獨的時鐘板上或者承載板上。
　　如下圖所示，綠色框中部分下一層?? 好不要走線

　　b、在PCB時鐘電路區(qū)域只布與時鐘電路有關(guān)的器件，避免布設(shè)其他電路，晶體附近或者下面不要布其他信號線：在時鐘發(fā)生電路、晶體下使用地平面，若其他信號穿過該平面，違反了映像平面功能，如果讓信號穿越這個地平面的話，就會存在很小的地環(huán)路并影響地平面的連續(xù)性，這些地環(huán)路在高頻時將會產(chǎn)生問題。
　　c、對于時鐘晶體、時鐘電路，可以采用屏蔽措施進行屏蔽處理;
　　d、若時鐘外殼為金屬，則PCB設(shè)計時一定要在晶體下方鋪銅，并保證此部分與完整的地平面有良好的電氣連接(通過多孔接地)。
　　時鐘晶體下面鋪地的好處：
　　晶體振蕩器內(nèi)部的電路會產(chǎn)生射頻電流，如果晶體是金屬外殼封裝的，直流電源腳是直流電壓參考和晶體內(nèi)部射頻電流回路參考的依靠，通過地平面釋放外殼被射頻輻射產(chǎn)生的瞬態(tài)電流。總之，金屬外殼是一個單端天線，?? 近的映像層、地平面層有時兩層或者更多層做為射頻電流對地的輻射耦合作用是足夠的。晶體下鋪地對散熱也是有好處的。時鐘電路和晶體下鋪地將提供一個映像平面，可以降低對相關(guān)晶體和時鐘電路產(chǎn)生共模電流，從而降低射頻輻射，地平面對差模射頻電流同樣有吸收作用，這個平面必須通過多點連接到完整的地平面上，并要求通過多個過孔，這樣可以提供低的阻抗，為增強這個地平面的效果，時鐘發(fā)生電路應(yīng)該與這個地平面靠近。
　　SMT封裝的晶體將比金屬外殼的晶體有更多的射頻能量輻射：因為表貼晶體大多是塑料封裝，晶體內(nèi)部的射頻電流會向空間輻射并耦合到其他器件。
　　1、共用時鐘走線
　　對快速上升沿信號及時鐘信號采用輻射狀拓?fù)溥B接好于采用單個公共驅(qū)動源的網(wǎng)絡(luò)串接，每個走線應(yīng)該根據(jù)其特性阻抗采取端接措施來布線。
　　2、時鐘傳輸線要求及PCB分層
　　時鐘走線原則：在緊鄰時鐘走線層安排完整的映像平面層，減小走線的長度并進行阻抗控制。
　　　錯誤的跨層走線和阻抗不匹配會導(dǎo)致：
　　1)、走線使用過孔和跳轉(zhuǎn)導(dǎo)致映像回路的不完整性;
　　2)、映像平面上由于器件信號管腳上電壓隨著信號的變化而變化產(chǎn)生的浪涌電壓;
　　3)、如果走線沒有考慮3W原則的話，不同時鐘信號會引起串?dāng)_;
　　時鐘信號的布線
　　1、時鐘線一定要走在多層PCB板的內(nèi)層。并且一定要走帶狀線;如果要走在外層，只能走微帶線。
　　2、走在內(nèi)層能保證完整的映像平面，它可以提供一個低阻抗射頻傳輸路徑，并產(chǎn)生磁通量，以抵消它們的源傳輸線的磁通量，源和返回路徑的距離越近，則消磁就越好。由于增強了消磁能力，高密PCB板的每個完整平面映像層可提供6-8dB的抑制。
　　3、時鐘布多層板的好處：有一層或者多層可以專門用于完整的電源和地平面，可以設(shè)計成好的去藕系統(tǒng)，減小地環(huán)路的面積，降低了差模輻射，減小了EMI，減小了信號和電源返回路徑的阻抗水平，可以保持全程走線阻抗的一致性，減小了鄰近走線間的串?dāng)_等。

編輯：黃飛