PCB 上のクロックについて学ぶ

ボード上のクロックについては、次の考慮事項に注意してください。

1. レイアウト

a、クロッククリスタルと関連回路は、I/Oインターフェイスの近くではなく、PCBの中央位置に配置され、適切に構成されている必要があります。クロック生成回路はドータカードやドータボードの形で作ることはできず、別のクロックボードやキャリアボード上に作る必要があります。

次の図に示すように、次の層の緑色のボックス部分は線を通らないようにするのが良いです

b、PCB クロック回路領域内のクロック回路に関連するデバイスのみ、他の回路の敷設を避け、他の信号線をクリスタルの近くまたは下に敷設しないでください。その他の場合は、クロック生成回路またはクリスタルの下のグランド プレーンを使用します。信号がプレーンを通過することは、マップされたプレーン機能に違反します。信号がグランド プレーンを通過すると、小さなグランド ループが発生してグランド プレーンの連続性に影響を及ぼし、これらのグランド ループは高周波で問題を引き起こします。

c.クロッククリスタルおよびクロック回路については、シールド処理としてシールド対策を講じることができます。

d、時計のシェルが金属の場合、PCB 設計は水晶銅の下に配置され、この部分と完全なグランド プレーンが (多孔質グランドを介して) 良好な電気接続を持っていることを確認する必要があります。

時計のクリスタルの下を舗装する利点:

水晶発振器内の回路は RF 電流を生成します。水晶発振器が金属ハウジングに囲まれている場合、DC 電源ピンは水晶内部の DC 電圧基準と RF 電流ループ基準に依存し、水晶発振器によって生成される過渡電流を解放します。グランドプレーンを介したハウジングの RF 放射。つまり、金属シェルはシングルエンド アンテナであり、ニア イメージ層、グランド プレーン層、および場合によっては 2 つ以上の層で、グランドへの RF 電流の放射結合に十分です。クリスタル床は放熱性にも優れています。クロック回路とクリスタル アンダーレイはマッピング プレーンを提供し、関連するクリスタルとクロック回路によって生成されるコモン モード電流を低減できるため、RF 放射が低減されます。グランドプレーンは差動モードの RF 電流も吸収します。このプレーンは複数の点で完全なグランド プレーンに接続する必要があり、低インピーダンスを提供する可能性がある複数のスルーホールが必要です。このグランド プレーンの効果を高めるには、クロック ジェネレータ回路をこのグランド プレーンの近くに配置する必要があります。

SMT パッケージの水晶振動子は、金属被覆水晶振動子よりも RF エネルギー放射が多くなります。表面実装水晶振動子はほとんどがプラスチック パッケージであるため、水晶内部の RF 電流が空間に放射され、他のデバイスに結合されます。

1. クロックルーティングを共有する

ネットワークを単一の共通ドライバソースに接続するよりも、高速立ち上がりエッジ信号とベル信号をラジアルトポロジで接続する方が適切であり、各ルートは特性インピーダンスに応じた終端措置を講じてルーティングする必要があります。

2、クロック伝送ラインの要件とPCBの階層化

クロック配線原理: クロック配線層のすぐ近くに完全なイメージプレーン層を配置し、線路の長さを短縮し、インピーダンス制御を実行します。

層間配線が正しくなく、インピーダンスの不整合により、次のような問題が発生する可能性があります。

1) 配線に穴やジャンプを使用すると、イメージ ループが不完全になります。

2) デバイスの信号ピンの電圧に起因するイメージプレーンのサージ電圧は、信号の変化に応じて変化します。

3) 回線が 3W 原理を考慮していない場合、異なるクロック信号によりクロストークが発生します。

クロック信号の配線

1、クロック ラインは多層 PCB ボードの内層を通過する必要があります。必ずリボンの線に従ってください。外層を歩きたい場合はマイクロストリップラインのみ。

2、内層は完全なイメージプレーンを確保し、低インピーダンスのRF伝送路を提供し、ソース伝送路の磁束を相殺する磁束を生成し、ソースとリターンパスの間の距離が近くなります。消磁効果が高ければ高いほど。強化された消磁のおかげで、高密度 PCB の各完全平面イメージ層は 6 ～ 8dB の抑制を実現します。

3、多層基板の利点：層があり、複数の層が完全な電源とグランドプレーン専用にでき、優れたデカップリングシステムに設計でき、グランドループの面積を削減し、差動モードを削減します。放射線を低減し、EMIを低減し、信号と電力リターンパスのインピーダンスレベルを低減し、ライン全体のインピーダンスの一貫性を維持し、隣接するライン間のクロストークを低減します。