ऊप्स: एक क्रिस्टल के बहुत करीब परिरक्षित ढाल। संकट?


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मुझे एक डिज़ाइन मिला है जो मैंने इकट्ठे किए गए दो बोर्डों पर काम किया है, लेकिन स्थानीय विधानसभा की दुकान से आधे से अधिक बोर्ड खराब हैं।

मैंने अपने प्रोसेसर से ईथरनेट PHY तक एक अस्थिर संदर्भ घड़ी में सबसे आम विफलता मोड का पता लगाया है। मुझे लगता है कि पीएलएल कुछ मामलों में ठीक से लॉक नहीं है।

केवल एक चीज के बारे में जो मैंने पाया है (और यह संभवतः एक बड़ी बात है) यह है कि इस क्षेत्र को कम करने के प्रयास में मैं किसी तरह सिस्टम क्लॉक के लिए 24MHz क्रिस्टल के साथ समाप्त हो गया (जो कि ईथरनेट संदर्भ घड़ी के लिए एक PLL को खिलाया जाता है) ) - डीसी / डीसी कनवर्टर के परिरक्षित प्रारंभ करनेवाला के करीब। परिरक्षित प्रारंभ करनेवाला क्रिस्टल के लिए 45 डिग्री अभिविन्यास पर है, लेकिन एक कोने क्रिस्टल के किनारे के 20 मील के भीतर है! उफ़।

मैं इस क्रिस्टल को अब लगभग 160 मील दूर ले जाने में सक्षम हूं, जो कि सबसे अच्छा है जो मैं कुछ गंभीर कामों के बिना कर सकता हूं। मैंने प्रोसेसर के लेआउट नोटों में एक लेआउट का उदाहरण देखा है जो क्रिस्टल को प्रारंभ करनेवाला (डीसी / डीसी इस प्रोसेसर पैकेज में एकीकृत है) से लगभग 100 मील दूर दिखाता है, इसलिए मैं सोच रहा हूं कि यह ठीक है। मूल्यांकन बोर्ड के पास उन्हें लगभग 250 मील दूर है, लेकिन ऐसा नहीं लगता है कि दूरी उस डिजाइन का एक महत्वपूर्ण कारक था (हालांकि यह हो सकता था)। यह दोनों घटकों के लिए एक सुविधाजनक स्थान की तरह दिखता है।

इस समय मेरी बड़ी चिंता यह है ... क्या मैंने समस्या को ठीक किया? यह कैसे संभव है कि एक परिरक्षित प्रारंभ करनेवाला से एक क्रिस्टल 20 मील की दूरी पर समस्याएं पैदा कर सकता है? अजीब बात यह है कि मेरे पास 6 बोर्ड हैं जो अब तक पूरी तरह से व्यवहार करते हैं, और लगभग 5 जिनके पास यह संदर्भ घड़ी PLL समस्या है। मुझे यकीन नहीं है कि यह सभी बोर्डों के लिए क्यों नहीं है, जब तक कि यह सिर्फ व्यक्तिगत सहिष्णुता कैसे जोड़ता है।

मैं यहाँ बड़ी सिग्नल अखंडता के मुद्दे रख सकता था ... लेकिन फिर प्रोसेसर लेआउट (DDR2 मेमोरी) के बहुत अधिक मांग वाले हिस्सों को अच्छी तरह से व्यवहार करना प्रतीत होता है। कोई भी बोर्ड वहां या कहीं और समस्याओं का कोई संकेत नहीं दिखाता है।

मेरी परेशानी का सबसे बड़ा कारण स्थानीय विधानसभा की दुकान है। मुझे उनके द्वारा प्राप्त बोर्डों में बहुत कम आत्मविश्वास का स्तर है। मुझे बड़ी संख्या में गलतियां मिली हैं। एक बोर्ड काम कर रहा है जब से मैंने क्रिस्टल को बदल दिया है ... मैंने गुंजाइश पर कोई दोलन नहीं देखा, लेकिन एक माइक्रोस्कोप के तहत निश्चित रूप से कनेक्टिविटी दिखाई दी। हालाँकि, क्रिस्टल को बदलने से अन्य बोर्डों की कोई मदद नहीं हुई।

मैं बस चाहता हूं कि मुझे "यह शायद अब काम करेगा" के एक गुच्छा के बजाय इस अगले बोर्ड संशोधन के लिए एक ठोस, निश्चित समस्या थी ...

यहां पहले और बाद की तस्वीर दी गई है (यह फुटप्रिंट की तुलना में वाई में क्रिस्टल थोड़ा बड़ा है): यहाँ छवि विवरण दर्ज करें

जवाबों:


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मेरा अनुमान है कि विफलताओं के लिए प्रारंभ करनेवाला शायद एक प्रमुख योगदान कारक नहीं है। मैं यह कहता हूं क्योंकि यह एक प्रारंभ करनेवाला है, और जैसे कि एक चुंबकीय क्षेत्र पैदा करता है। क्रिस्टल में क्वार्ट्ज विशेष रूप से चुंबकीय नहीं है। दूसरा, आप ध्यान दें कि प्रारंभ करनेवाला परिरक्षित है, इसलिए बाहरी रिसाव क्षेत्र छोटा होना चाहिए। फिर भी, क्रिस्टल का उत्पादन बहुत उच्च प्रतिबाधा है और प्रेरण इसके साथ श्रृंखला में एक छोटा वोल्टेज जोड़ सकता है। यह छोटा होना चाहिए और अधिक मुद्दा नहीं होना चाहिए यदि क्रिस्टल को सही लोड कैप के साथ ठीक से संचालित किया जा रहा है।

मैं क्रिस्टल सर्किट को करीब से देखूंगा। ऐसा लगता है कि शायद आप ड्राइव स्तर सेटिंग के बहुत कम उपयोग कर रहे हैं या लोड कैप सही नहीं हैं। क्या डेटाशीट कहती है कि क्रिस्टल के भार समाई की आवश्यकता है? प्रत्येक पक्ष पर आपके पास किस आकार की टोपी है? क्रिस्टल को चलाने वाली चिप में विभिन्न ड्राइव स्तर की सेटिंग्स हो सकती हैं यदि यह क्रिस्टल की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ चलने का इरादा है। 24 मेगाहर्ट्ज पर आप लगभग निश्चित रूप से उच्चतम ड्राइव स्तर की पसंद का उपयोग करना चाहिए।

एक उच्च प्रतिबाधा जांच के साथ क्रिस्टल ड्राइवर आउटपुट पिन (क्रिस्टल पर इनपुट) को देखें। यह एक अच्छा मजबूत संकेत होना चाहिए। यह थोड़े गोल कोनों या लगभग साइन लहर के साथ दिखने वाला सॉर्टोफ़ स्क्वायर स्क्वायर हो सकता है। यह कुछ वोल्ट्स पीपी होना चाहिए, आमतौर पर आधा आपूर्ति वोल्टेज या अधिक। एक हार्मोनिक पर नहीं चल रहा है यह सुनिश्चित करने के लिए आवृत्ति की सावधानीपूर्वक जांच करें। यदि यह है, तो यह एक संकेत है कि दोनों लोड कैप जुड़े नहीं हैं या बहुत कम हैं। फिर क्रिस्टल आउटपुट को देखें। यह एक अच्छा 24 MHz साइन लहर होना चाहिए कम से कम एक वोल्ट पीपी, अधिमानतः थोड़ा अधिक। क्या इकाई अचानक सही काम करती है जब आप एक क्रिस्टल लीड पर गुंजाइश जांच डालते हैं? यदि ऐसा है, तो यह फिर से लापता, खराब या गलत लोड कैप है।


मैं वास्तव में लोड कैप से भ्रमित हूं। "24MHz" को छोड़कर किसी भी तरह के क्रिस्टल स्पेक्स से संबंधित डेटाशीट्स में कोई जानकारी नहीं है। मैं क्या eval बोर्ड का इस्तेमाल किया, जो 10pF लोड कैप के साथ 18pF क्रिस्टल था। मैंने अलग-अलग लोड कैप (20pF, 33pF) का बिना किसी प्रभाव के प्रयोग किया। मुझे याद है INPUT आधा लगभग 1V पीपी है। मैं आज शाम प्रोसेसर से आउटपुट को मापूंगा। अजीब बात यह है कि यह पूरे प्रोसेसर को चलाता है, और बाकी सब काम करने के लिए प्रकट होता है। यह सिर्फ ईथरनेट संदर्भ घड़ी PLL है जो गड़बड़ है। (जब तक कि बाकी सब कुछ परिवर्तनशीलता से निपट नहीं सकता)
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@ डारोन: लोड कैप के लिए मणि क्रिस्टल से आती है, न कि माइक्रोकंट्रोलर से। 10pF काफी कम लगता है, खासकर अगर क्रिस्टल 18pF चाहता है। ध्यान दें कि क्रिस्टल अपने लीड को प्रभावी ढंग से जोड़ना चाहता है। लोड कैप उस परिप्रेक्ष्य से श्रृंखला में हैं, लेकिन उनमें आवारा समाई भी है और क्रिस्टल चालक का आउटपुट प्रतिबाधा भी है। ओवरटोन मोड के करीब पहुंचने से क्रिस्टल अस्थिर हो सकता है। दो 22pF कैप का प्रयास करें और देखें कि क्या होता है।
ओलिन लेट्रोप

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@ डारोन: आप कहते हैं कि प्रोसेसर काम करता है, लेकिन क्या आपने आवृत्ति और घबराहट की जांच की है? एक छोटा लूप चलाएं जो आउटपुट पिन को टॉगल करता है और देखें कि यह कितना ठोस और सटीक है।
ओलिन लेट्रोप

मैं आज रात को पिन टेस्ट करूंगा। मैंने कम -२० पीएफ लोड कैप की कोशिश की (मैं ठीक उसी समय भूल जाता हूं, जो मेरी लैब से दूर है), और ३३० एफ कैप की एक जोड़ी। दोनों का संदर्भ घड़ी के धुंधले तरंग पर कोई प्रभाव नहीं पड़ा। मैंने सोचा था कि यह बहुत कम लग रहा था, लेकिन अन्य मूल्यों की कोशिश करने से कुछ भी नहीं लगता था।
डे्रॉन

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क्या आप वास्तव में सुनिश्चित हैं कि आप अपने मापदंडों के भीतर माइक्रो में पीएलएल चला रहे हैं? कुछ नए micros में क्लॉक चेन काफी जटिल हो सकती है, और उन्हें सेट करना संभव है, ताकि एक या अधिक सेक्शन आउट ऑफ स्पेक हो। आमतौर पर घड़ी की श्रृंखला में प्रत्येक नोड के लिए एक न्यूनतम / अधिकतम आवृत्ति होती है। सुनिश्चित करें कि इन सभी का पालन किया जाता है।
ओलिन लेथ्रोप
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