Wie weit ist „zu weit“ beim Verlegen von Spuren für Kristalle und wie asymmetrisch ist „zu viel“?

Ich verlege ein Breakout-Board für den Mikrocontroller LPC23xx von NXP. Diese MCU benötigt zwei Kristalle, wenn einer die RTC verwendet. Diese beiden Kristalle sind mit nur 3 Pins dazwischen mit der MCU verbunden:

LQFP-100-Gehäuse mit angezeigten Kristallstiften

Aus dieser Frage geht klar hervor, dass "so nah wie möglich" der empfohlene Abstand ist, aber es müssen Kompromisse eingegangen werden, insbesondere wenn es um zwei verschiedene Kristalle geht, die "so nah wie möglich" verbunden werden müssen, und mit Spuren, die " möglichst symmetrisch“.

In meinem speziellen Design möchte ich aus Kostengründen ziemlich große Quarzgehäuse (TC38 für die RTC und SM49 für die 12 MHz) verwenden, aber selbst bei viel kleineren Gehäusen ist das Layout nicht einfach.

Daher müssen wir beim Layout einer Leiterplatte mit diesen beiden Kristallen mehrere Faktoren berücksichtigen:

  1. Kristallspurlänge
  2. Kristallspursymmetrie
  3. Leiterbahnlänge des Kondensators
  4. Kondensatorspursymmetrie
  5. Gemeinsamer Masseanschluss für Kondensatoren

Und natürlich existiert jedes davon für beide Kristalle.

Wie sollte ich diese Faktoren priorisieren? Sollte ich die Spursymmetrie opfern, um die Länge einer der Spuren zu minimieren? Soll ich die Spuren so symmetrisch wie möglich machen, auch wenn das bedeutet, dass die Spuren ~ 12 mm lang sind? Welchen dieser Kristalle sollte ich näher platzieren, vorausgesetzt, ich kann einen nah und einen weiter entfernt auswählen?

Ich kenne die Antwort darauf nicht, aber ich weiß, dass ich dazu neige, Symmetrie der Länge vorzuziehen. Was die Nähe betrifft - ich wäre geneigt, die RTC näher zu haben, da dies für die Genauigkeit kritischer ist (es sei denn, Sie führen mit dem Chip ein präzises Timing durch).
RTC läuft also auf 32768 und der andere auf 12 MHz?
@kortuk So würde ich es lesen ...
@Kortuk ja, der "Haupt" -Kristall hat 12 MHz und der RTC-Kristall hat 32,768 KHz.
@Mark, ich habe gesehen, dass Leute Quarze im MHz auch für ihre RTC verwenden, sie teilen sich einfach perfekt, dachte ich, ich würde das klarstellen.
Ich bin kein Experte darin, aber ich glaube nicht, dass Sie Symmetrie brauchen, weil die beiden Stifte für einen Kristall asymmetrisch sind. Ein Pin ist Ausgang und der andere Eingang. Vielleicht brauchen Sie eher Symmetrie bezüglich der Lastkondensatoren.
@starblue: Die Kristallstifte sind nicht polarisiert, es gibt kein "Kristall +" und "Kristall -". Wenn sie asymmetrisch sind, gibt es keine Möglichkeit zu wissen, was was ist ...
Ist der RTC-Oszillator für die Leistung auf diesem Chip optimiert? Ich weiß, dass der 32768-Oszillator bei den Nanowatt-PICs und MSP430 so ausgelegt ist, dass er nur genug Leistung liefert, um kaum zu oszillieren, und das Layout ist sehr wichtig. TI hat eine Appnote dazu: focus.ti.com/general/docs/lit/…
@Mark, die Kristallstifte sind symmetrisch, die Stifte auf dem Chip jedoch nicht. Ich verstehe auch nicht die Anforderung für die Spursymmetrie.
@markrages: Das NXP-Datenblatt ist dahingehend spezifisch, dass die Spuren so kurz wie möglich sein sollten, aber das sind alle Informationen, die es enthält. Es gibt Informationen zur Auswahl der Kondensatoren basierend auf der Kristalllastkapazität, aber das war's.

Antworten (2)

Die Idee hinter der Simmetrie von Quarzverbindungen ist, dass sie die gleiche Menge an EMI auswählen und der Großteil davon aufgehoben wird. Wie bereits erwähnt, wird der Kristall in Niedrigleistungsanwendungen so schwach wie möglich angesteuert, sodass es sehr einfach sein kann, seine Erzeugung zu unterbrechen.

Der 32-kHz-Kristall ist am empfindlichsten.

Bitte fügen Sie Ihren Punkten auch hinzu, dass Sie genau 1 Verbindungspunkt von GND zu Kappen benötigen. Sie können sie nicht an verschiedenen Stellen mit dem Erdungsdraht/der Erdungsplatte verbinden, da dann der auf dem Erdungsdraht/der Erdungsplatte fließende Strom ein nicht kompensiertes Rauschen auf dem Kristall erzeugt.

Beide Designs, auf denen ich basiert habe, haben separate Verbindungen zur Grundebene für die Kappen ... also ist es sicherlich möglich, es zum Laufen zu bringen, ideal oder nicht.
Das beginnt bei Frequenzen im VHF-Bereich eine Rolle zu spielen, ist aber bei 12 MHz kein großes Problem. Übermäßige Induktivität im Massepfad ist immer ein Problem, aber bei 12 MHz muss man fast versuchen, es zu vermasseln.

Für beide Teile wären 50 mils (~1,3 mm) Längenunterschied völlig in Ordnung. Ich würde lieber sehen, dass Sie dort etwas aufgeben, als den Kristall 12 mm entfernt zu haben.

Es ist wichtig zu beachten, dass aufgrund der Position der Stifte der eine oder andere Kristall deutlich weiter als der andere sein muss. Außerdem ist das Gehäuse des 12-MHz-Quarzes selbst ungefähr 10 mm breit.
Wie weit ist „zu weit“ beim Verlegen von Spuren für Kristalle und wie asymmetrisch ist „zu viel“?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v