Hoppla: Abgeschirmter Induktor in unmittelbarer Nähe eines Kristalls. Problem?

Ich habe ein Design, das auf den beiden von mir handmontierten Platinen hervorragend funktioniert, aber mehr als die Hälfte der Platinen aus der örtlichen Montagehalle ist schlecht.

Ich habe den häufigsten Fehlermodus auf eine instabile Referenzuhr von meinem Prozessor zum Ethernet-PHY zurückgeführt. Ich denke, die PLL wird in einigen Fällen nicht richtig gesperrt.

Das einzige, was ich gefunden habe (und das ist möglicherweise eine große Sache), ist, dass ich in dem Versuch, den Bereich einzudrücken, irgendwie den 24-MHz-Kristall für den Systemtakt gefunden habe (der einer PLL für den Ethernet-Referenztakt zugeführt wird) ) -sehr nahe an der abgeschirmten Induktivität des DC / DC-Wandlers. Der abgeschirmte Induktor ist in einem Winkel von 45 Grad zum Kristall ausgerichtet, aber eine Ecke befindet sich innerhalb eines Bereichs von 20 Millizoll zur Seite des Kristalls! Hoppla.

Ich konnte diesen Kristall jetzt auf eine Entfernung von ca. 160 mil verschieben, was das Beste ist, was ich ohne ernsthafte Nacharbeit tun kann. Ich habe in den Layoutnotizen des Prozessors ein Layoutbeispiel gesehen, in dem der Kristall ungefähr 100 mils vom Induktor entfernt zu sein scheint (der DC / DC ist in dieses Prozessorpaket integriert). Ich denke also, das ist in Ordnung. Das Evaluation Board hat einen Abstand von ungefähr 250 mils, aber es sieht nicht so aus, als ob dieser Abstand ein wesentlicher Faktor für dieses Design gewesen wäre (obwohl dies möglich gewesen wäre). Es sieht aus wie ein praktischer Ort für beide Komponenten.

Meine große Sorge im Moment ist ... Habe ich das Problem behoben? Wie wahrscheinlich ist es, dass ein Kristall mit 20 mil von einem abgeschirmten Induktor Probleme verursachen kann? Das Seltsame ist, dass ich 6 Boards habe, die sich bisher perfekt verhalten haben, und ungefähr 5, die dieses Referenztakt-PLL-Problem haben. Ich bin mir nicht sicher, warum es nicht alle Boards sind, es sei denn, es addieren sich einzelne Toleranzen.

Ich könnte hier größere Probleme mit der Signalintegrität haben ... aber dann scheinen sich viel anspruchsvollere Teile des Prozessorlayouts (DDR2-Speicher) gut zu verhalten. Keine Tafel weist dort oder anderswo einen Hinweis auf Probleme auf.

Die wahrscheinlichste Ursache für mein Leid war die örtliche Montagehalle. Ich habe ein sehr geringes Vertrauen in die Boards, die ich von ihnen bekommen habe. Ich habe viele Fehler gefunden. Ein Board hat funktioniert, seit ich den Kristall ausgetauscht habe ... Ich habe keine Oszillation am Zielfernrohr gesehen, aber unter einem Mikroskop schien es definitiv Konnektivität zu haben. Das Ersetzen von Kristallen half jedoch keinem der anderen Bretter.

Ich wünschte nur, ich hätte ein konkretes, behobenes Problem für diese nächste Board-Revision anstelle von "Es wird wahrscheinlich jetzt funktionieren" ...

Hier ist ein Bild von vorher und nachher (der Kristall ist in Y etwas größer als seine Grundfläche):

Ich vermute, dass die Induktivität wahrscheinlich nicht wesentlich zu den Ausfällen beiträgt. Ich sage das, weil es eine Induktivität ist und als solche ein Magnetfeld erzeugt. Der Quarz im Kristall ist nicht besonders magnetisch. Zweitens stellen Sie fest, dass der Induktor abgeschirmt ist, sodass das externe Leckfeld klein sein sollte. Trotzdem ist der Kristallausgang ziemlich hochohmig und die Induktion könnte eine kleine Spannung hinzufügen, die damit in Reihe geschaltet ist. Dies sollte klein und kein Problem sein, wenn der Kristall mit den richtigen Ladekappen richtig angetrieben wird.

Ich würde mir den Kristallkreis genau ansehen. Dies klingt so, als ob Sie eine zu niedrige Einstellung für die Laufwerksstufe verwenden oder die Lastobergrenzen nicht stimmen. Was sagt das Datenblatt, dass die Lastkapazität des Kristalls sein muss? Welche Größe haben Sie auf jeder Seite? Der Chip, der den Kristall antreibt, kann unterschiedliche Einstellungen für den Antriebspegel haben, wenn er mit einer Vielzahl von Kristallen betrieben werden soll. Bei 24 MHz sollten Sie mit ziemlicher Sicherheit die höchste Laufwerksstufe wählen.

Sehen Sie sich den Ausgangspin des Quarztreibers (Eingang zum Quarz) mit einer hochohmigen Sonde an. Das sollte ein gutes starkes Signal sein. Es könnte eine Art Rechteckwelle sein, die mit ein bisschen abgerundeten Ecken aussieht, oder fast eine Sinuswelle. Es sollte ein paar Volt pp sein, normalerweise die Hälfte der Versorgungsspannung oder mehr. Überprüfen Sie die Frequenz sorgfältig, um sicherzustellen, dass sie nicht auf einer Harmonischen läuft. Wenn dies der Fall ist, ist dies ein Hinweis darauf, dass eine oder beide Ladekappen nicht verbunden oder zu niedrig sind. Dann schauen Sie sich die Kristallausgabe an. Das sollte eine nette 24 MHz Sinuswelle sein, mindestens ein Volt pp, am besten etwas mehr. Funktioniert das Gerät plötzlich richtig, wenn Sie die Zielfernrohrsonde auf eine Kristallleitung legen? Wenn ja, fehlt erneut eine schlechte oder falsche Ladekappe.