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技術(shù)頻道

晶振接數(shù)字地還是模擬地

數(shù)字地、模擬地互相會影響不是因?yàn)橐粋€叫數(shù)字,一個叫模擬,而是用了同一部電梯:地,而這部電梯所用的井道就是在PCB上布得地線。印制電路板(PCB)是電子產(chǎn)品中電路元件和器件的支撐件,它提供電路元件和器件之間的電氣連接。現(xiàn)在有許多PCB 不再是單一功能電路,而是由數(shù)字電路和模擬電路混合構(gòu)成的。數(shù)據(jù)一般在模擬電路中采集和接收,而帶寬、增益用軟件實(shí)現(xiàn)控制則必須數(shù)字化,所以在一塊板上經(jīng)常同時存在數(shù)字電路和模擬電路,甚至共享相同的元件。

那么晶振在電路中是接數(shù)字地還是模擬地?晶振以接數(shù)字地為主,具體有以下幾種情形:

1、大多數(shù)數(shù)字系統(tǒng):接數(shù)字地,確保低噪聲電源和緊湊布局;
2、混合信號系統(tǒng):接數(shù)字地,單點(diǎn)連接模擬地,重點(diǎn)關(guān)注回流路徑;
3、高頻/精密模擬:評估噪聲敏感性,可能需接模擬地或隔離處理。

在電路設(shè)計中,晶振的接地處理需根據(jù)具體應(yīng)用和系統(tǒng)架構(gòu)決定。以下是關(guān)鍵考慮因素和建議:

1、 晶振類型決定接地方式
無源晶振(需外部電路),通常建議接數(shù)字地,因?yàn)槠潋?qū)動電路(如MCU的振蕩器)屬于數(shù)字范疇。高頻噪聲可能通過地平面耦合,需確保數(shù)字地干凈;有源晶振(自帶振蕩電路),若為數(shù)字系統(tǒng)提供時鐘,接數(shù)字地;若用于模擬電路(如射頻、ADC),需評估是否接模擬地或通過磁珠/電容隔離。
2、 混合信號系統(tǒng)的處理
若系統(tǒng)同時存在數(shù)字地和模擬地,晶振(尤其是高速晶振)應(yīng)接數(shù)字地,并在電源入口處通過0Ω電阻或磁珠將數(shù)字地與模擬地單點(diǎn)連接,避免地環(huán)路噪聲。
高頻晶振(如>10MHz)的回流路徑需完整,地平面分割可能導(dǎo)致阻抗不連續(xù),反而增加輻射。此時可優(yōu)先保持完整地平面,通過布局隔離而非分割。
3、 降低噪聲的關(guān)鍵措施
局部去耦,在晶振電源引腳就近放置0.1μF+10pF電容組合,形成低阻抗回路,高頻噪聲直接回流到地而非耦合到其他部分;晶振走線盡量短,且下方保持完整地平面,避免跨分割區(qū)。時鐘信號遠(yuǎn)離模擬敏感線路;對高頻或敏感電路,可用金屬屏蔽罩覆蓋晶振并接地,進(jìn)一步抑制輻射。
4、 特殊場景建議
高頻/射頻系統(tǒng)若晶振用于射頻本振,需嚴(yán)格接模擬地,并采用獨(dú)立電源濾波,避免相位噪聲惡化。

多時鐘系統(tǒng),不同晶振的地可通過局部星型連接匯聚到主接地點(diǎn),減少相互干擾。

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