Seberapa baik desain xtal saya di pcb saya?

8

Saya merancang papan untuk proyek sekolah menggunakan elang. Saya pikir saya bisa lolos dengan menggunakan onboard clock dari PIC18 karena tidak melakukan banyak hal (kebanyakan hanya LED), tetapi salah satu tugasnya adalah komunikasi RS232, dan saya (baru) mengetahui bahwa onboard tidak jauh dari cukup akurat. untuk segala jenis komunikasi. Karena tautan RS232 sangat penting, saya memerlukannya untuk berfungsi. Jadi saya punya tugas menjejalkan xtal dan dua topi pada PCB saya yang sudah penuh sesak. Inilah hasil saya jam 3 pagi ini:

masukkan deskripsi gambar di sini

Saya yakin saya telah membuat beberapa desainer papan berpengalaman sedikit berkeringat. Jejak bercahaya besar adalah tanah. Saya pikir itu yang terbaik yang bisa saya lakukan mengingat sama sekali tidak ada ruang untuk memindahkan PIC atau dua chip teratas, dan sangat sedikit ruang untuk memindahkan yang paling bawah. Papan akan digiling CNC jadi saya tidak bisa pergi kurang dari 16mil jejak lebar / jarak 16 mil. Saya mengatur ulang apa yang saya bisa untuk memastikan OSC1 dan OSC2 tidak memiliki vias. Tutupnya kecil ~ keramik 20pf kecil, saya hanya menggunakan bagian silindris untuk jarak pad.

(Juga, biru adalah lapisan bawah, merah adalah bagian atas; semuanya harus melalui lubang dan terhubung di bagian bawah)

Saya berencana menjalankan chip pada 4,9152MHz. Jika karena alasan apa pun yang tidak terduga itu tidak cukup cepat, saya ingin opsi 7.2MHz. Saya tahu kecepatan mempengaruhi desain.

Nasihat apa pun akan dihargai. Saya mungkin akan memutar tutupnya sehingga jejak ke xtal lebih pendek. Saya tidak melihat kemungkinan cara untuk memiliki 'cincin tanah' yang disarankan karena tidak ada ruang.

EDIT: Ini desain terbaru. Saya mengganti tutupnya dengan tapak kaki yang lebih baik (masih keramik), dan mikrokontroler terhubung ke bidang tanah hanya pada satu titik. Garis putus-putus menunjukkan di mana saya akan meletakkan cincin penjaga saya (pin 1 dan 20 dari TPIC adalah N / C):

masukkan deskripsi gambar di sini

Sunting 3: Jejak yang lebih gemuk, perisai yang lebih baik, saya pikir ini sebagus yang bisa didapat:

masukkan deskripsi gambar di sini

pcb pcb-design oscillator layout eagle BB ON
sumber
pertanyaan hampir duplikat: electronics.stackexchange.com/questions/41693/... Meskipun pertanyaan sebelumnya adalah tentang tata letak SMT, prinsip dasar yang sama berlaku.
The Photon
1
Yang ini bahkan lebih dekat dengan situasi Anda: electronics.stackexchange.com/questions/39136/…
The Photon
Anda tidak menentukan kecepatan RS232 Anda, tetapi pada banyak kecepatan kristal internal baik untuk komunikasi asinkron.
kenny
RS232 akan menjadi 9600 baud paling banyak. Jika ternyata saya tidak membutuhkannya maka saya bisa membiarkannya tidak berpenghuni. Dengan cara ini saya tidak perlu merespek papan, saya hanya bisa memasukkan komponen dan saya kembali dan berjalan. Saya melihat mata rantai Photon dan sangat membantu tentang bidang tanah.
BB PADA
4
@kenny Banyak orang percaya itu, tapi itu salah. Persentase kesalahan yang dapat ditoleransi oleh UART tidak tergantung pada tingkat baud yang digunakan.
Dave Tweed

Jawaban:

5

Saya melihat beberapa masalah dengan desain Anda:

  1. Salah satu topi secara fisik menyentuh kristal. Pindahkan sedikit saja

  2. Pindahkan kristal ke atas sehingga sedekat mungkin ke PIC18.

  3. Beri ruang untuk cincin penjaga. Dari sedikit yang saya lihat dalam gambar, Anda mungkin dapat memindahkan beberapa hal untuk mendekatinya.

  4. pastikan untuk membumikan kasing kristal itu sendiri secara mekanis (jangan paksa menyoldernya entah bagaimana)

  5. Ubah kapasitor untuk kristal menjadi keramik. Ini akan membuat mereka lebih kecil dan tidak ada gunanya elektrolitik di sini.

Kenyataannya adalah bahwa bahkan dalam kondisi saat ini, sirkuit akan berfungsi. Jadi ini bukan pertanyaan apakah itu akan berhasil, tetapi apakah Anda akan mendapatkan kinerja terbaik, jam terbersih, EMI lebih rendah, dll.

Berikut ini adalah satu catatan aplikasi tentang cara terbaik tata letak kristal:

AVR186: Praktik Terbaik untuk tata letak PCB Oscillator

Gustavo Litovsky
sumber
Mengenai 1 dan 5, kapasitor selalu keramik, saya hanya menggunakan jejak elektrolitik di elang karena jarak pad. Saya menemukan bagian yang lebih baik dan menggantinya dengan itu. Saya tidak tahu bagaimana meng-ground-kan kristal kecuali saya memiliki alas pada lapisan atas ... apakah itu benar?
BB PADA
Anda perlu membuat cincin pelindung di sekeliling kristal dari pin GND PCB. Membumikan kasing tidak akan membuat atau menghancurkan Anda. Cukup letakkan jejak yang tidak tertutupi dengan soldermask di dalam kasing sehingga secara mekanis melakukan kontak dengan kasing itu sendiri kemudian berhati-hatilah saat menyolder agar membuat kontak.
Gustavo Litovsky
Dalam gambar kedua Anda, Anda masih belum menempatkan kristal sedekat mungkin ke mikrokontroler. Ini akan berhasil, tapi itu bukan desain terbaik. Namun, untuk kebutuhan Anda mungkin cukup baik.
Gustavo Litovsky
Itu sedekat yang saya bisa. Tidak ada celah di antara chip untuk xtal, tutup, cincin pengaman, dan garis pentanahan di 16mil. Grounding yang lebih baik dan perlindungan EMF terdengar lebih penting daripada fraksi satu inci lebih dekat.
BB PADA
Menjadi lebih dekat membawa landasan dan perlindungan EMF yang lebih baik: D Namun, jika hanya itu yang dapat Anda lakukan, maka hanya itu yang dapat Anda lakukan. Tidak ada gunanya memeras jeruk kering untuk jus.
Gustavo Litovsky