โอ๊ะโอตัวเหนี่ยวนำที่มีฉนวนหุ้มอยู่ใกล้กับคริสตัลมาก ปัญหา?


12

ฉันได้รับการออกแบบที่ใช้งานได้ดีกับทั้งสองแผงที่ฉันประกอบเอง แต่กว่าครึ่งของบอร์ดจากร้านขายเครื่องในท้องถิ่นนั้นไม่ดี

ฉันได้ติดตามโหมดความล้มเหลวที่พบบ่อยที่สุดกับนาฬิกาอ้างอิงที่ไม่เสถียรจากโปรเซสเซอร์ของฉันไปยังอีเธอร์เน็ต PHY ฉันเดาว่า PLL ไม่ล็อคอย่างถูกต้องในบางกรณี

เกี่ยวกับสิ่งเดียวที่ฉันได้พบ (และอาจเป็นเรื่องใหญ่) คือในความพยายามที่จะกำจัดพื้นที่ลงฉันก็จบลงด้วยคริสตัล 24MHz สำหรับนาฬิการะบบ (ที่ป้อนเข้า PLL สำหรับนาฬิกาอ้างอิงอีเธอร์เน็ต ) - มาก - ใกล้กับตัวเหนี่ยวนำป้องกันแปลง DC / DC ตัวเหนี่ยวนำที่ป้องกันอยู่ที่ 45 องศากับคริสตัล แต่มุมหนึ่งอยู่ภายใน 20 ไมล์จากด้านข้างของคริสตัล! อุ่ย

ตอนนี้ฉันสามารถย้ายคริสตัลนี้ไปได้ประมาณ 160 ล้านวินาทีซึ่งเป็นสิ่งที่ดีที่สุดที่ฉันสามารถทำได้โดยไม่ต้องทำงานซ้ำอย่างจริงจัง ฉันได้เห็นตัวอย่างเค้าโครงในบันทึกย่อเค้าโครงของโปรเซสเซอร์ที่ปรากฏขึ้นเพื่อแสดงคริสตัลห่างจากตัวเหนี่ยวนำประมาณ 100 ไมล์ (DC / DC รวมอยู่ในแพ็คเกจตัวประมวลผลนี้) ดังนั้นฉันคิดว่าไม่เป็นไร บอร์ดประเมินผลแยกห่างกันประมาณ 250 ไมล์ แต่ดูเหมือนว่าระยะทางจะไม่เป็นปัจจัยสำคัญในการออกแบบ (แม้ว่าจะเป็นไปได้) ดูเหมือนว่าเป็นจุดที่สะดวกสำหรับส่วนประกอบทั้งสอง

ความกังวลหลักของฉันในขณะนี้คือ ... ฉันแก้ไขปัญหาได้หรือไม่ เป็นไปได้อย่างไรที่คริสตัล 20 ไมล์จากตัวเหนี่ยวนำที่มีฉนวนหุ้มอาจทำให้เกิดปัญหาได้? สิ่งที่แปลกคือฉันมี 6 บอร์ดที่มีพฤติกรรมอย่างสมบูรณ์แบบและประมาณ 5 ที่มีปัญหา PLL นาฬิกาอ้างอิงนี้ ฉันไม่แน่ใจว่าทำไมมันไม่ใช่บอร์ดทั้งหมดยกเว้นว่ามันจะเพิ่มความคลาดเคลื่อนของแต่ละบุคคล

ฉันอาจมีปัญหาเรื่องความสมบูรณ์ของสัญญาณที่ใหญ่กว่าที่นี่ ... แต่จากนั้นส่วนต่าง ๆ ที่ต้องการของเลย์เอาต์โปรเซสเซอร์ (หน่วยความจำ DDR2) ดูเหมือนจะทำงานได้ดี ไม่มีบอร์ดแสดงคำใบ้ใด ๆ ของปัญหาที่นั่นหรือที่อื่น

สาเหตุที่น่าเป็นไปได้มากที่สุดของฉันคือร้านขายอุปกรณ์ในท้องถิ่น ฉันมีระดับความมั่นใจต่ำมากในกระดานที่ฉันได้รับจากพวกเขา ฉันพบข้อผิดพลาดเป็นจำนวนมาก บอร์ดหนึ่งทำงานตั้งแต่ฉันแทนที่คริสตัล ... ฉันไม่เห็นความผันผวนใด ๆ ในขอบเขต แต่ภายใต้กล้องจุลทรรศน์มันดูเหมือนจะมีการเชื่อมต่อแน่นอน อย่างไรก็ตามการแทนที่คริสตัลไม่ได้ช่วยให้แผงอื่น ๆ

ฉันแค่หวังว่าฉันจะมีปัญหาที่เป็นรูปธรรมแก้ไขปัญหาสำหรับการแก้ไขบอร์ดต่อไปนี้แทนที่จะเป็น "มันอาจจะทำงานได้ในตอนนี้"

นี่คือภาพก่อนและหลัง (คริสตัลมีขนาดใหญ่กว่า Y เล็กน้อยกว่ารอยเท้า): ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

คำตอบ:


12

ฉันเดาว่าตัวเหนี่ยวนำอาจไม่ใช่ปัจจัยสำคัญที่ทำให้เกิดความล้มเหลว ฉันพูดแบบนี้เพราะมันเป็นตัวเหนี่ยวนำและทำให้เกิดสนามแม่เหล็ก ควอตซ์ในคริสตัลไม่ใช่แม่เหล็กโดยเฉพาะ ประการที่สองคุณทราบว่าตัวเหนี่ยวนำได้รับการป้องกันดังนั้นสนามรั่วภายนอกควรมีขนาดเล็ก อย่างไรก็ตามเอาต์พุตของคริสตัลนั้นมีความต้านทานสูงและการเหนี่ยวนำอาจเพิ่มแรงดันไฟฟ้าขนาดเล็กลงในอนุกรมได้ สิ่งนี้ควรมีขนาดเล็กและไม่มากนักหากมีการขับคริสตัลอย่างถูกต้องด้วยแคปโหลดที่ถูกต้อง

ฉันจะพิจารณาวงจรคริสตัลอย่างใกล้ชิด ดูเหมือนว่าคุณกำลังใช้การตั้งค่าระดับไดรฟ์ต่ำเกินไปหรือแคปโหลดไม่ถูกต้อง แผ่นข้อมูลบอกว่าความจุโหลดของคริสตัลจำเป็นต้องเป็นเท่าไหร่? คุณมีหมวกขนาดเท่าไหร่ในแต่ละด้าน? ชิปที่ขับคริสตัลอาจมีการตั้งค่าระดับไดรฟ์ที่แตกต่างกันหากตั้งใจที่จะทำงานด้วยคริสตัลที่หลากหลาย ที่ 24 MHz คุณควรใช้ตัวเลือกระดับไดรฟ์สูงสุด

ดูที่ขาเอาต์พุตไดรเวอร์คริสตัล (อินพุตไปยังคริสตัล) ด้วยโพรบอิมพิแดนซ์สูง นั่นควรเป็นสัญญาณที่ดี มันอาจจะเป็นคลื่นสี่เหลี่ยมมุมฉากที่มีมุมมนเล็กน้อยหรือเกือบเป็นคลื่นไซน์ มันควรจะเป็น Volts pp สักสองสามตัวโดยปกติจะเป็นครึ่งหนึ่งของแรงดันไฟฟ้าหรือมากกว่า ตรวจสอบความถี่อย่างระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่าไม่ได้ทำงานบนฮาร์มอนิก ถ้าเป็นก็เป็นข้อบ่งชี้ว่ามีการเชื่อมต่อโหลดแคปหนึ่งอันหรือทั้งสองอย่างไม่ได้เชื่อมต่อหรือต่ำเกินไป จากนั้นดูที่เอาต์พุตคริสตัล นั่นควรเป็นคลื่นไซน์ขนาด 24 MHz ที่ดีอย่างน้อยโวลต์ pp โดยเฉพาะอย่างยิ่งอีกเล็กน้อย เครื่องทำงานทันทีหรือไม่เมื่อคุณวางโพรบบนตัวนำคริสตัล? ถ้าเป็นเช่นนั้นมันหายไปไม่ดีไม่ดีหรือไม่ถูกต้อง


ที่จริงฉันสับสนกับตัวพิมพ์ใหญ่ที่นี่ ไม่มีข้อมูลในเอกสารข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับข้อมูลจำเพาะคริสตัลทุกชนิดยกเว้น "24MHz" ฉันไปกับสิ่งที่คณะกรรมการ Eval ใช้ซึ่งเป็นคริสตัล 18pF พร้อมแคปโหลด 10pF ฉันทดลองกับแคปโหลด (20pF, 33pF) ที่แตกต่างกันโดยไม่มีผลกระทบ ฉันจำได้ว่าครึ่งหนึ่งของ INPUT ประมาณ 1V pp ฉันจะวัดผลลัพธ์จากโปรเซสเซอร์ในเย็นวันนี้ สิ่งที่แปลกคือมันขับเคลื่อนทั้งโปรเซสเซอร์และทุกอย่างอื่นดูเหมือนจะทำงาน มันเป็นเพียงนาฬิกาอ้างอิงอีเธอร์เน็ต PLL ที่เกิดความสับสน (ยกเว้นกรณีที่ทุกอย่างอื่นก็สามารถจัดการกับความแปรปรวน)
ดาร์รอน

1
@Darron: ข้อมูลจำเพาะของโหลดแคปมาจากคริสตัลไม่ใช่ไมโครคอนโทรลเลอร์ 10pF ฟังดูค่อนข้างต่ำโดยเฉพาะถ้าคริสตัลต้องการ 18pF โปรดทราบว่าคริสตัลคือสิ่งที่ต้องการเพิ่มโอกาสในการขาย ฝาปิดโหลดอยู่ในซีรีส์จากมุมมองนั้น แต่ก็มีความจุจรจัดที่เพิ่มเข้ามาและความต้านทานเอาต์พุตของตัวขับคริสตัล คริสตัลอาจไม่เสถียรโดยเข้าใกล้โหมดโอเวอร์โทน ลองแคป 22pF สองตัวแล้วดูว่าเกิดอะไรขึ้น
Olin Lathrop

2
@Darron: คุณบอกว่าหน่วยประมวลผลทำงานได้ แต่คุณได้ตรวจสอบความถี่และความกระวนกระวายใจ? เรียกใช้การวนรอบสั้น ๆ ที่เพียงแค่สลับขาออกและดูว่ามันแข็งแกร่งและแม่นยำเพียงใด
Olin Lathrop

ฉันจะทำการทดสอบพินคืนนี้ ฉันลองแคปโหลด pF ต่ำยุค 20 (ฉันลืมไปเลยว่าตอนนี้อยู่ห่างจากแล็บของฉัน) และแคป 33pF คู่หนึ่ง ทั้งคู่ไม่มีผลกระทบที่สังเกตเห็นได้ในรูปคลื่นเบลอของนาฬิกาอ้างอิง ฉันคิดว่ามันก็ดูต่ำเช่นกัน แต่การลองค่าอื่น ๆ ก็ไม่ได้ทำอะไรเลย
darron

1
คุณแน่ใจหรือไม่ว่าคุณกำลังเรียกใช้ PLL ในไมโครภายในพารามิเตอร์ ไมโครสโคปรุ่นใหม่บางรุ่นอาจมีสายนาฬิกาที่ค่อนข้างซับซ้อนและเป็นไปได้ที่จะตั้งค่าเพื่อให้ส่วนหนึ่งส่วนหรือมากกว่านั้นขาดคุณสมบัติ โดยปกติจะมีความถี่ต่ำสุด / สูงสุดสำหรับแต่ละโหนดในห่วงโซ่นาฬิกา ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสิ่งเหล่านี้ล้วนเป็นไปตาม
Olin Lathrop
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.