¿Qué tan bueno es mi diseño xtal en mi pcb?


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Estoy diseñando un tablero para un proyecto escolar usando Eagle. Pensé que podría salirse con la suya usando el reloj integrado del PIC18, ya que no está haciendo mucho (principalmente solo LED), pero una de sus tareas es la comunicación RS232, y (acabo de enterarme) de que el dispositivo interno no es lo suficientemente preciso para cualquier tipo de comunicación Como el enlace RS232 es crucial, necesito que funcione. Así que tuve la tarea de meter un xtal y dos tapas en mi PCB ya abarrotado. Aquí está mi resultado a las 3am de esta mañana:

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Estoy seguro de que he hecho sudar un poco a un diseñador experimentado. El gran rastro brillante es tierra. Creo que es lo mejor que puedo hacer teniendo en cuenta que no hay absolutamente ningún espacio para mover el PIC o las dos fichas superiores, y muy poco espacio para mover la inferior. La placa va a ser fresada por CNC, así que no puedo ir menos de 16mil de ancho de traza / 16 mil de espaciado. Reorganicé lo que pude para asegurarme de que OSC1 y OSC2 no tuvieran vias. Las tapas son pequeñas pequeñas ~ 20pf de cerámica, acabo de usar las partes cilíndricas para el espaciado de la almohadilla.

(Además, el azul es la capa inferior, el rojo es la parte superior; todo tiene que ser un agujero pasante y conectarse en la parte inferior)

Planeo ejecutar el chip a 4.9152MHz. Si por alguna razón insondable no es suficiente velocidad, me gustaría la opción de 7.2MHz. Sé que la velocidad afecta el diseño.

Cualquier consejo sería apreciado. Probablemente voy a girar las tapas para que el rastro al xtal sea más corto. No veo ninguna forma posible de tener un 'anillo de tierra' que se sugiere ya que no hay espacio.

EDITAR: Aquí hay un diseño actualizado. Cambié las tapas con una mejor huella (aún cerámica), y el microcontrolador se conecta al plano de tierra en un solo punto. Las líneas discontinuas muestran dónde voy a poner mi anillo protector (los pines 1 y 20 del TPIC son N / C):

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Edición 3: trazas más gordas, mejor blindaje, creo que esto es tan bueno como puede ser:

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pregunta casi duplicada: electronics.stackexchange.com/questions/41693/… Aunque la pregunta anterior es sobre un diseño SMT, se aplican los mismos principios básicos.
The Photon

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Este está aún más cerca de su situación: electronics.stackexchange.com/questions/39136/…
The Photon

No especifica su velocidad RS232, pero a muchas velocidades el cristal interno está bien para la comunicación asincrónica.
kenny

RS232 tendrá 9600 baudios como máximo. Si resulta que no lo necesito, entonces puedo dejarlo despoblado. De esta manera, no tendré que volver a girar la placa, simplemente puedo insertar los componentes y estoy de nuevo en funcionamiento. Vi el enlace de Photon y fue muy útil sobre el plano de tierra.
BB ON

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@kenny Mucha gente cree eso, pero está mal. El porcentaje de error que un UART puede tolerar es independiente de la velocidad en baudios en uso.
Dave Tweed

Respuestas:


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Veo algunos problemas con su diseño:

  1. Una de las tapas está tocando físicamente el cristal. Muévelo solo un poco

  2. Mueva el cristal hacia arriba para que esté lo más cerca posible del PIC18.

  3. Haga espacio para el anillo de guardia. Por lo poco que veo en la imagen, es probable que pueda mover algunas cosas para acercarlo.

  4. asegúrese de conectar a tierra la caja de cristal en forma mecánica (no la suelde a la fuerza de alguna manera)

  5. Cambia los condensadores del cristal a cerámica. Esto los hará más pequeños y no tiene sentido electrolítico aquí.

La realidad es que incluso en su estado actual, el circuito funcionará. Por lo tanto, no se trata de si funcionará, sino de si obtendrá el mejor rendimiento, un reloj más limpio, un EMI más bajo, etc.

La siguiente es una nota de la aplicación sobre cómo diseñar mejor los cristales:

AVR186: Mejores prácticas para el diseño de PCB de osciladores


Con respecto a 1 y 5, los condensadores siempre fueron de cerámica, solo utilicé una huella electrolítica en el águila debido al espacio entre las almohadillas. Encontré una parte mejor y la reemplacé con eso. No sé cómo moler el cristal a menos que tenga una almohadilla de tierra en la capa superior ... ¿es correcto?
BB ON

Debe construir un anillo protector alrededor del cristal desde el pin GND de la PCB. Poner a tierra el caso no te va a hacer o deshacer. Simplemente coloque un rastro que no esté cubierto con máscara de soldadura debajo de la caja para que haga contacto mecánico con la caja en sí, luego tenga cuidado al soldar para que haga contacto.
Gustavo Litovsky

En su segunda imagen, todavía no ha colocado el cristal lo más cerca posible del microcontrolador. Esto funcionará, pero no es el mejor diseño. Aún así, para sus requisitos podría ser lo suficientemente bueno.
Gustavo Litovsky

Eso es lo más cerca que puedo conseguirlo. No hay espacio entre los chips para el xtal, las tapas, el anillo de protección y una línea de conexión a tierra a 16mil. Una mejor conexión a tierra y protección EMF suena más importante que ser fracciones de pulgada más cerca.
BB ON

Estar más cerca brinda una mejor conexión a tierra y protección EMF: D Sin embargo, si eso es todo lo que puede hacer, entonces es todo lo que puede hacer. No tiene sentido exprimir una naranja seca para jugo.
Gustavo Litovsky
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