Vaya: inductor blindado muy cerca de un cristal. ¿Problema?

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Tengo un diseño que funcionó muy bien en las dos tablas que monté a mano, pero más de la mitad de las tablas del taller de ensamblaje local son malas.

He rastreado el modo de falla más común hasta un reloj de referencia inestable desde mi procesador hasta el PHY de Ethernet. Supongo que el PLL no se bloquea correctamente en algunos casos.

Lo único que he encontrado (y posiblemente es algo importante) es que en un esfuerzo por aplastar el área, de alguna manera terminé con el cristal de 24 MHz para el reloj del sistema (que se envía a un PLL para el Ethernet reloj de referencia) -muy cerca del inductor blindado del convertidor de CC / CC. El inductor blindado está a 45 grados de orientación al cristal, ¡pero una esquina está a 20 mils del lado del cristal! Ups.

Ahora he podido mover este cristal a unas 160 milésimas de distancia, que es lo mejor que puedo hacer sin un trabajo serio. He visto un ejemplo de diseño en las notas de diseño del procesador que parecen mostrar el cristal a unas 100 milésimas de distancia del inductor (el DC / DC está integrado en este paquete del procesador), así que creo que está bien. La junta de evaluación los tiene a una distancia de aproximadamente 250 mils, pero no parece que la distancia haya sido un factor importante en ese diseño (aunque podría haberlo sido). Simplemente parece un lugar conveniente para ambos componentes.

Mi gran preocupación en este momento es ... ¿solucioné el problema? ¿Qué tan probable es que un cristal de 20 milésimas de un inductor blindado pueda causar problemas? Lo extraño es que tengo 6 tableros que hasta ahora se han comportado perfectamente, y aproximadamente 5 que tienen este problema de referencia del PLL del reloj. No estoy seguro de por qué no son todos los tableros, a menos que solo se sumen las tolerancias individuales.

Podría tener problemas de integridad de señal más grandes aquí ... pero entonces partes mucho más exigentes de la disposición del procesador (memoria DDR2) parecen comportarse bien. Ningún tablero muestra ningún indicio de problemas allí ni en ningún otro lugar.

La causa más probable de mis problemas ha sido el taller de ensamblaje local. Tengo un nivel de confianza muy bajo en los tableros que obtuve de ellos. He encontrado una gran cantidad de errores. Una placa ha estado funcionando desde que reemplacé el cristal ... No vi ninguna oscilación en el alcance, pero bajo el microscopio definitivamente parecía tener conectividad. Sin embargo, reemplazar los cristales no ayudó a ninguna de las otras tablas.

Solo desearía tener un problema fijo y concreto para la próxima revisión de la placa en lugar de un montón de "Probablemente ahora funcione" ...

Aquí hay una imagen de antes y después (el cristal es un poco más grande en Y que su huella):

    
pregunta darron

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Mi opinión es que el inductor probablemente no es un factor importante que contribuya a las fallas. Digo esto porque es un inductor, y como tal produce un campo magnético. El cuarzo en el cristal no es particularmente magnético. En segundo lugar, observa que el inductor está blindado, por lo que el campo de fuga externo debe ser pequeño. Aún así, la salida de cristal es de impedancia bastante alta y la inducción podría agregar un pequeño voltaje en serie con él. Esto debería ser pequeño y no debería ser un gran problema si el cristal se conduce correctamente con los topes de carga correctos.

Miraría de cerca el circuito de cristal. Esto suena como si estuvieras usando una configuración de nivel de unidad demasiado baja o los límites de carga no son correctos. ¿Qué dice la hoja de datos que debe ser la capacidad de carga del cristal? ¿Qué tamaño de gorra tienes en cada lado? El chip que controla el cristal puede tener diferentes configuraciones de nivel de unidad si está diseñado para funcionar con una amplia gama de cristales. A 24 MHz es casi seguro que deberías usar la opción de mayor nivel de unidad.

Observe el pin de salida del controlador de cristal (entrada al cristal) con una sonda de alta impedancia. Eso debería ser una buena señal fuerte. Podría ser una especie de onda cuadrada con un poco de esquinas redondeadas o casi una onda sinusoidal. Debe ser de unos pocos voltios p-p, generalmente la mitad de la tensión de alimentación o más. Verifique la frecuencia cuidadosamente para asegurarse de que no esté funcionando en un armónico. Si es así, es una indicación de que uno o ambos topes de carga no están conectados o son demasiado bajos. Luego mira la salida de cristal. Eso debería ser una buena onda sinusoidal de 24 MHz al menos un Volt p-p, preferiblemente un poco más. ¿La unidad funciona repentinamente cuando pones la sonda de alcance en un cable de cristal? Si es así, de nuevo falta, está mal o es incorrecto el límite de carga.

    
respondido por el Olin Lathrop

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