PCB模塊化布局---時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)

1、PCB模塊化布局-時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)在一個(gè)電路系統(tǒng)中,時(shí)鐘是必不可少的一部分。時(shí)鐘電路相當(dāng)關(guān)鍵,在電路中的作用猶如人的心臟的作用,如果電路系統(tǒng)的時(shí)鐘出錯(cuò)了,系統(tǒng)就會(huì)發(fā)生紊亂,因此在PCB中設(shè)計(jì)一個(gè)好的時(shí)鐘電路是非常必要的。我們常用的時(shí)鐘電路有:晶體、晶振、時(shí)鐘分配器。有些IC用的時(shí)鐘可能是由主芯片產(chǎn)生的,但追根溯源,還是由上述三者之一產(chǎn)生的。接下來結(jié)合具體實(shí)例,說明時(shí)鐘電路布局、布線的原則和注意事項(xiàng)。晶體PCB中常用的晶體封裝有:2管腳的插件封裝和SMD封裝、4管腳的SMD封裝,常見封裝如下圖: 2管腳PTH 2管腳SMD封裝4管腳SMD封裝盡管晶體有不同的規(guī)格,但它們的基本電路設(shè)計(jì)是一致的,因此P

2、CB的布局、布線規(guī)則也是通用的。基本的電路設(shè)計(jì)如下圖: 從電路原理圖中可以看出,電路由晶體+2個(gè)電容組成,這兩個(gè)電容分別為增益電容和相位電容。晶體電路布局時(shí),兩個(gè)電容靠近晶體放置,布局效果圖如下: 布線時(shí),晶體的一對線要走成類差分的形式,線盡量短、且要加粗并進(jìn)行包地處理,效果如下圖: 上述的是最基本和最常見的晶體電路設(shè)計(jì),也有一些變形設(shè)計(jì),如加串阻、測試點(diǎn)等,如下圖,設(shè)計(jì)思路還是一致的: 結(jié)合上述,布局應(yīng)注意:1.和IC布在同一層面,這樣可以少打孔;2.布局要緊湊,電容位于晶體和IC之間,且靠近晶體放置,使時(shí)鐘線到IC盡量短;3.對于有測試點(diǎn)的情況,盡量避免stub或者是使stub盡量短;4.

3、附近不要擺放大功率器件、如電源芯片、MOS管、電感等發(fā)熱量大的器件;布線應(yīng)注意:1.和IC同層布局,同層走線,盡量少打孔,如果打孔,需要在附近加回流地孔;2.類差分走線;3.走線要加粗,通常812mil;由于晶體時(shí)鐘波形為正弦波,所以此處按模擬設(shè)計(jì)思路處理;4.信號線包地處理,且包地線或者銅皮要打屏蔽地孔;5.晶體電路模塊區(qū)域相當(dāng)于模擬區(qū)域,盡量不要有其他信號穿過;晶振相比于晶體電路,晶振是有源電路,主要由三部分組成:晶振+電源濾波電路+源端匹配電阻:常見電路設(shè)計(jì)如下圖: 布局布線效果圖如下: 布局、布線總結(jié):1.濾波電容靠近電源管腳,遵循先大后小原則擺放,小電容靠得最近;2.匹配電阻靠近晶振擺放;如果原理圖中沒有這個(gè)電阻,可建議加上;3.附近不要擺放大功率器件、如電源芯片、MOS管、電感等發(fā)熱量大的器件;4.時(shí)鐘線按50歐姆阻抗線來走;如果時(shí)鐘線過長,可以走在內(nèi)層,打孔換層處加回流地孔;5.其他信號與時(shí)鐘信號保持4W間距;6.包地處理,并加屏蔽地孔;時(shí)鐘分配器時(shí)鐘分配器種類比較多,在設(shè)計(jì)時(shí)保證時(shí)鐘分配器到各個(gè)IC的距離盡量短,通常放在對稱的位置,例如:時(shí)鐘分配器電路: PCB設(shè)計(jì)如下圖: 布局、布線總結(jié):1.時(shí)鐘發(fā)生電路要靠近時(shí)鐘分配器,常見的時(shí)鐘發(fā)生電路是晶體、晶振電路;2.時(shí)鐘分配電路放置在對稱位置,保證到各個(gè)IC的時(shí)鐘信號線路盡量短;3.附近不要擺放大功率器件