OCXO Oscillator電路板布局指導(dǎo)
傳統(tǒng)的OCXO Oscillator給人的印象估計(jì)是比較笨重的,因?yàn)樗热魏我环N石英晶體振蕩器都要大,與一般的石英晶振外形也并不是很相似,所以OCXO振蕩器的電路板設(shè)計(jì)也與其他振蕩器有很多不同之處。在設(shè)計(jì)電路時(shí),不小心操作失誤或計(jì)算錯(cuò)誤,都有可能致使噪聲和失真的頻率傳輸,以及容易發(fā)生問(wèn)題的數(shù)字通信,閂鎖,頻率穩(wěn)定性降低,OCXO晶振內(nèi)部的熱不穩(wěn)定性等失誤故障現(xiàn)象。本文介紹了OCXO晶振印刷電路板的電路而已,有利于讓廣大用戶(hù)正確使用OCXO振蕩器,如有不對(duì)之處,金洛鑫電子歡迎各大工程和技術(shù)人員指正。
電源和接地注意事項(xiàng):
電源和接地
所有系統(tǒng)設(shè)計(jì)都有一個(gè)電源和接地電路,由電路板上的所有組件共享。一個(gè)組件的操作可能影響共享相同電源和接地電路的其他組件的操作。
電源
系統(tǒng)電源的目標(biāo)是在提供足夠電流的同時(shí)將穩(wěn)定電壓維持在指定范圍內(nèi)。雖然理想的電源可以為任何可能的電流消耗保持相同的電壓,但實(shí)際系統(tǒng)表現(xiàn)出以下行為:
•由一個(gè)設(shè)備引起的電流及其相關(guān)噪聲的變化會(huì)影響連接到同一電源網(wǎng)的其他設(shè)備。
•電流消耗的變化會(huì)影響電網(wǎng)的電壓。
POR/BOR操作
當(dāng)有源晶振從Vss電平啟動(dòng)時(shí),會(huì)發(fā)生上電復(fù)位。當(dāng)先前供電的設(shè)備降至指定范圍以下時(shí),會(huì)發(fā)生欠壓狀況。器件RAM保持電壓(VRAM)低于VPOR/VBOR電壓跳變點(diǎn)。當(dāng)VPRO/VBOR
典型電源系統(tǒng)
典型的電源電路包括以下內(nèi)容:
•電壓調(diào)節(jié)器,可將電壓穩(wěn)定性保持在所需范圍內(nèi),同時(shí)為所服務(wù)的所有組件提供足夠的電流。
•散裝,去耦和旁路電容。
•電源和電源電路或電源平面,用于向組件供電。
•每個(gè)電源敏感元件的本地去耦和旁路電容。
電壓調(diào)節(jié)器
電壓調(diào)節(jié)器從外部電源獲取輸入電壓,并將其降低到適當(dāng)?shù)碾妷弘娖?,從而為電路板上的元件供電。兩種常見(jiàn)類(lèi)型的穩(wěn)壓器是DC-DC轉(zhuǎn)換器和低壓差穩(wěn)壓器(LDO)。在決定電壓調(diào)節(jié)器時(shí),請(qǐng)務(wù)必查看調(diào)節(jié)器數(shù)據(jù)表,以使元件規(guī)格與系統(tǒng)要求相匹配。
當(dāng)IC的數(shù)字邏輯門(mén)從一種狀態(tài)切換到另一種狀態(tài)時(shí),IC的電流消耗以由邏輯狀態(tài)轉(zhuǎn)換速率或“上升時(shí)間”確定的頻率波動(dòng)。這些電流振蕩導(dǎo)致電源電壓由于其固有阻抗而在網(wǎng)上產(chǎn)生小電壓時(shí)波動(dòng)。通過(guò)仔細(xì)選擇能夠?yàn)楦哳l提供低阻抗接地路徑的電容器,可以降低電路的阻抗。當(dāng)電容器充電或放電時(shí),電流流過(guò)它,電流本身受到電容器內(nèi)阻的限制。該內(nèi)部電阻稱(chēng)為電容電抗,其符號(hào)為XCin歐姆。與具有固定值的電阻不同,即100Ω,1kΩ等。電容電抗隨頻率變化,因此恒溫石英晶體振蕩器頻率的任何變化都會(huì)對(duì)電容產(chǎn)生影響。通過(guò)將電容放置在器件的電源引腳和接地引腳附近,從電壓引腳到去耦電容到地的環(huán)路應(yīng)盡可能小。
上電復(fù)位
器件上電時(shí),石英晶體振蕩器Vcc將越過(guò)VPOR/VBOR電壓。一旦Vcc電壓超過(guò)VPOR/VBOR電壓,將發(fā)生以下情況:
•易失性寄存器從相應(yīng)的非易失性寄存器加載值。
•TCONF寄存器將加載工廠(chǎng)編程。
•該設(shè)備能夠進(jìn)行數(shù)字/模擬操作。
欠壓復(fù)位。
器件掉電時(shí),晶振Vcc將越過(guò)VPOR/VBOR電壓。一旦Vcc電壓降至VPOR/VBOR電壓以下,就會(huì)發(fā)生以下情況:
•禁用工廠(chǎng)串行編程接口。
•非易失性寄存器不再可編程。
如果VCC電壓降至VRAM電壓以下,則會(huì)發(fā)生以下情況:
•易失性寄存器可能已損壞。
•TCONF寄存器可能已損壞。
•OCXO烤箱芯可能失去熱平衡。
•OCXO頻率穩(wěn)定性可能不符合
數(shù)據(jù)表規(guī)格
當(dāng)電壓恢復(fù)到高于VPOR/VBOR電壓時(shí),請(qǐng)參見(jiàn)“上電復(fù)位”部分。在隨后的欠壓條件下,OCXO晶振未正常循環(huán)供電(即電源電壓不會(huì)降至0V),電源電壓必須降至1.6伏以下才能清除EEPROM器件的配置內(nèi)容。
電源管理
不正確的電壓調(diào)節(jié)可能導(dǎo)致許多系統(tǒng)組件的不穩(wěn)定或完整的系統(tǒng)故障。電力不足的時(shí)期通常被稱(chēng)為“欠壓”,其中電源電壓下降到不足的水平,或“電源不足”的地方電壓完全消失了一段時(shí)間。為了使OCXO在初始上電時(shí)正常上電和配置,Vcc必須超過(guò)最大上電復(fù)位(VPOR)電壓,以便器件繼續(xù)進(jìn)行配置和初始化。上電時(shí)內(nèi)部監(jiān)控VCC電壓,以正確觸發(fā)器件配置電路。在器件未進(jìn)行電源循環(huán)的后續(xù)欠壓條件下(即電源電壓不降至0v),必須將Vcc電壓降至最小VPOR電壓以下,以清除器件配置內(nèi)容。隨后,電壓必須再次超過(guò)VPOR電壓,以便使用新配置對(duì)器件進(jìn)行編程。
欠壓條件由Vcc軌降低到數(shù)據(jù)手冊(cè)中由VRAM定義的相應(yīng)數(shù)據(jù)保持電壓定義。請(qǐng)參考OCXO石英晶振數(shù)據(jù)手冊(cè),了解最小和最大VPOR電壓和數(shù)據(jù)保持電壓。通過(guò)使用外部低壓檢測(cè)器邏輯和電源管理電路,在電源電壓不足期間防止系統(tǒng)故障。
以上資料是金洛鑫電子整理的,關(guān)于OCXO晶振印刷電路板的設(shè)計(jì)與布局,現(xiàn)在科技發(fā)展步伐越來(lái)越快,新技術(shù),新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)許多都要借助OCXO Oscillator才能做到。OCXO現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用到航空航天,井下探測(cè),工業(yè),軍用設(shè)備,網(wǎng)絡(luò),通信,雷達(dá),導(dǎo)航定位等模塊,許多工程采用OCXO的理由除了它極好的穩(wěn)定性之處,更重要是因?yàn)?/span>OCXO石英晶體振蕩器具有低相位噪聲,低相位抖動(dòng),低插損,低損耗的功能特性。
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