晶振在数字电路中的作用有哪些?晶振在PCB板的设计布局了解一下

晶体的全称是晶体振动器，可以说，晶体在电路中就是最常见的基本器件之一。为增进大家对晶体的认识，本文将对晶振在数字电路中的作用以及晶振在PCB板的设计布局予以介绍。如果你对晶体具有兴趣，不妨继续往下阅读哦。

一、晶振在数字电路中的作用有哪些

晶振在数字电路中的作用可以概括为以下几点：

1.时钟信号发生器：晶振通过其固有谐振频率产生稳定的时钟信号，为数字电路提供时间基准。这个时钟信号是所有数字操作的同步源，确保数据采样、处理和传输的一致性和准确性。

2.频率生成器：通过选用不同类型的晶振，可以生成不同频率的时钟信号，从而设定数字电路的工作频率。这对于满足不同应用场景对处理速度的需求至关重要。

3.相位检测器：在数字信号处理中，晶振可以帮助检测和比较不同信号的相位差，这对于实现精确的信号同步和处理非常重要。

4.参数存储单元：晶振的稳定振荡特性使其能够在数字电路中用于存储和保持关键参数，如时间间隔和频率等，这对于实现复杂的时间控制功能至关重要。

综上所述，晶体振荡器在数字电路中发挥着关键作用。它为电路提供稳定、准确的时钟信号，确保电路同步运行，设定电路的工作频率，提高电路稳定性，滤除电路噪声和抖动。可以说，晶振是数字电路的“心脏”，控制着电路的节奏，是所有数字操作的指挥官。没有晶振的准确控制，数字电路将无法有效运行。

在未来，随着数字电路技术的不断发展，晶体振荡器的作用将会变得更加重要。我们可以期待，在晶振的助力下，数字电路将会实现更高效、更精准的操作，为人类社会带来更多的便利和创新。

二、晶振在PCB板的设计布局

作为数字电路中的心脏，晶振影响着整个系统的稳定性，系统晶振的选择，决定了数字电路的成败。

由于晶振内部存在石英晶体，受到外部撞击等情况造成晶体断裂，很容易造成晶振不起振，所以通常在电路设计时，要考虑晶振的可靠安装，其位置尽量不要靠近板边、设备外壳等地方。PCB对晶振布局时通常注意以下几点：

①晶振不能距离板边太近、晶振的外壳必须接地，否则易导致晶振辐射杂讯。

在板卡设计时尤其需要注意这点。外壳接地可以避免晶振向外辐射，同时可以屏蔽外来信号对晶振的干扰。如果一定要布置在PCB边缘，可以在晶振印制线边上再布一根GND线，同时在包地线上间隔一段距离就打过孔，将晶振包围起来。

②晶振下方不能布信号线，否则易导致信号线耦合晶振谐波杂讯。

保证完全铺地，同时在晶振的300mil范围内不要布线，这样可以防止晶振干扰其他布线、元器件和层的性能。

③若滤波器件放在晶振下方，且滤波电容与匹配电阻未按照信号流向排布，会使滤波器的滤波效果变差。

耦合电容应尽量靠近晶振的电源引脚，按电源流入方向，依容值从大到小顺序摆放。

④时钟信号的走线应尽量简短，线宽大一些，在布线长度和远离发热源上寻找平衡。

以下图布局为例，晶振的布局方式会相对更优：

①晶振的滤波电容与匹配电路靠近MCU芯片位置，远离板边。

②晶振的滤波电容与匹配电阻按照信号流向排布，靠近晶振摆放整齐紧凑。

③晶振靠近芯片处摆放，到芯片的走线尽量短而直。

在电路系统中，高速时钟信号线优先级最高。时钟线是一个敏感信号，频率越高，要求走线尽量简短，以保证信号的失真度达到最小。

因为现在很多电路中，系统晶振时钟频率很高，所以干扰谐波出来的能量也强，谐波除了会从输入与输出两条线导出来外，也会从空间辐射出来，这也导致若PCB中对晶振的布局不够合理，会很容易造成很强的杂散辐射问题，并且一旦产生，很难再通过其他方法来解决，所以在PCB板布局时对晶振和CLK信号线布局非常重要。

以上便是此次带来的晶振相关内容，通过本文，希望大家对晶振已经具备一定的了解。如果你喜欢本文，不妨持续关注我们网站哦，将于后期带来更多精彩内容。最后，十分感谢大家的阅读，have a nice day!