Wie weit ist "zu weit" beim Routen von Spuren für Kristalle und wie asymmetrisch ist "zu viel"?

Ich route ein Breakout-Board für den LPC23xx-Mikrocontroller von NXP. Diese MCU benötigt zwei Kristalle, wenn einer die RTC verwendet. Diese beiden Kristalle sind mit nur 3 Stiften dazwischen mit der MCU verbunden:

LQFP-100-Gehäuse mit den angegebenen Kristallstiften

Aus dieser Frage geht hervor, dass "so nah wie möglich" der empfohlene Abstand ist, aber es müssen Kompromisse geschlossen werden, insbesondere wenn es sich um zwei verschiedene Kristalle handelt, die "so nah wie möglich" verbunden werden müssen, und um Spuren, die "sind". so symmetrisch wie möglich ".

In meinem speziellen Design möchte ich aus Kostengründen ziemlich große Kristallpakete (TC38 für die RTC und SM49 für die 12 MHz) verwenden, aber selbst bei viel winzigeren Paketen ist das Layout nicht einfach.

Daher müssen wir beim Auslegen einer Leiterplatte mit diesen beiden Kristallen mehrere Faktoren berücksichtigen:

Kristallspurlänge
Kristallspursymmetrie
Kondensatorspurlänge
Kondensatorspurensymmetrie
Gemeinsame Erdungsverbindung für Kondensatoren

Und natürlich existiert jeder von diesen für beide Kristalle.

Wie soll ich diese Faktoren priorisieren? Sollte ich die Spurensymmetrie opfern, um die Länge einer der Spuren zu minimieren? Sollte ich die Spuren so symmetrisch wie möglich gestalten, auch wenn dies bedeutet, dass die Spuren ~ 12 mm lang sind? Welchen dieser Kristalle sollte ich näher platzieren, vorausgesetzt, ich kann einen auswählen, der nah und einer weiter entfernt ist?

pcb-design crystal

— Kennzeichen
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Ich kenne die Antwort darauf nicht, aber ich weiß, dass ich eher Symmetrie als Länge bevorzuge. Was näher kommen soll - ich würde gerne die RTC näher bringen, da dies für die Genauigkeit kritischer ist (es sei denn, Sie führen ein genaues Timing mit dem Chip durch).

— Majenko

Also läuft RTC bei 32768 und die andere bei 12 MHz?

— Kortuk

@Kortuk ja, der "Haupt" -Kristall ist 12 MHz und der RTC-Kristall ist 32,768 KHz.

— Mark

Ich bin kein Experte in diesem Bereich, aber ich glaube nicht, dass Sie Symmetrie benötigen, da die beiden Stifte für einen Kristall asymmetrisch sind. Ein Pin wird ausgegeben und der andere wird eingegeben. Vielleicht brauchen Sie lieber Symmetrie für die Lastkondensatoren.

— Starblue

@Mark, die Kristallstifte sind symmetrisch, die Stifte auf dem Chip jedoch nicht. Ich verstehe auch die Anforderung für die Trace-Symmetrie nicht.

— Avakar

Antworten:

Die Idee hinter der Simmetrie von Kristallverbindungen ist, dass sie die gleiche Menge an EMI auswählen und die Mehrheit davon aufgehoben wird. Wie bereits erwähnt, wird Kristall in Anwendungen mit geringem Stromverbrauch so schwach wie möglich betrieben, sodass es sehr leicht sein kann, seine Erzeugung zu unterbrechen.

32-kHz-Kristall ist am empfindlichsten.

Fügen Sie Ihren Punkten außerdem hinzu, dass Sie genau 1 Verbindungspunkt von GND zu Kappen benötigen. Sie können sie nicht an verschiedenen Stellen mit dem Erdungskabel / der Erdungsplatte verbinden, da dann der auf dem Erdungskabel / der Erdungsplatte fließende Strom nicht kompensierte Geräusche auf dem Kristall erzeugt.

— BarsMonster
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Beide Designs, auf denen ich meine basiert habe, haben separate Verbindungen zur Masseebene für die Kappen ... also ist es sicher möglich, dass es funktioniert, ideal oder nicht.

— Mark

Bei Frequenzen im UKW-Bereich spielt das eine Rolle, bei 12 MHz ist dies jedoch kein großes Problem. Übermäßige Induktivität im Erdungspfad ist immer ein Problem, aber bei 12 MHz muss man fast versuchen, es zu vermasseln.

— John Miles

Für jedes dieser Teile wären 50 mil (~ 1,3 mm) Längenunterschied in Ordnung. Ich würde lieber sehen, dass Sie dort etwas aufgeben, als den Kristall 12 mm entfernt zu haben.

— Brian Carlton
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Es ist wichtig zu beachten, dass aufgrund der Position der Stifte der eine oder andere Kristall deutlich weiter entfernt sein muss als der andere. Darüber hinaus ist das Gehäuse des 12-MHz-Kristalls selbst etwa 10 mm breit.

— Mark