晶振為什么不能放置在PCB邊緣

在PCBA生產加工中會遇到很多問題，有些在PCB板子設計時就可以規(guī)避，今天眾焱電子就要帶大家了解下晶振為什么不能放置在PCB邊緣。

1、問題描述

某行車記錄儀，測試的時候要加一個外接適配器，在機器上電運行測試時發(fā)現(xiàn)超標，具體頻點是84MHZ、144MH、168MHZ，需要分析其輻射超標產生的原因，并給出相應的對策。輻射測試數(shù)據如下：

2、輻射源頭分析

該產品只有一塊PCB，其上有一個12MHZ的晶體。其中超標頻點恰好都是12MHZ的倍頻，而分析該機器容易EMI輻射超標的屏和攝像頭，發(fā)現(xiàn)LCD-CLK是33MHZ，而攝像頭MCLK是24MHZ；通過排除發(fā)現(xiàn)去掉攝像頭后，超標點依然存在，而通過屏蔽12MZH晶體，超標點有降低，由此判斷144MHZ超標點與晶體有關，PCB布局如下：

3、輻射產生的原理

從PCB布局可以看出，12MHZ的晶體正好布置在了PCB邊緣，當產品放置與輻射發(fā)射的測試環(huán)境中時，被測產品的高速器件與實驗室中參考接地會形成一定的容性耦合，產生寄生電容，導致出現(xiàn)共模輻射，寄生電容越大，共模輻射越強；而寄生電容實質就是晶體與參考地之間的電場分布，當兩者之間電壓恒定時，兩者之間電場分布越多，兩者之間電場強度就越大，寄生電容也會越大，晶體在PCB邊緣與在PCB中間時電場分布如下：

從圖中可以看出，當晶振布置在PCB中間，或離PUB邊緣較遠時，由于PCB中工作地（GND）平面的存在，使大部分的電場控制在晶振與工作地之間，即在PCB內部，分布到參考接地板去的電場大大減小，導致輻射發(fā)射就降低了。

4、處理措施

將晶振內移，使其離PCB邊緣至少1cm以上的距離，并在PCB表層離晶振1cm的范圍內敷銅，同時把表層的銅通過過孔與PCB地平面相連。經過修改后的測試結果頻譜圖如下，從圖可以看出，輻射發(fā)射有了明顯改善。

5、思考與啟示

高速的印制線或器件與參考接地板之間的容性耦合，會產生EMI問題，敏感印制線或器件布置在PCB邊緣會產生抗擾度問題。如果設計中由于其他一些原因一定要布置在PCB邊緣，那么可以在印制線邊上再布一根工作地線，并多增加過孔將此工作地線與地平面相連。

編輯：hfy