¿Cómo calcular el ancho de traza de cristal de 4 MHz en PCB?

No tengo idea de cómo dibujar rastros de cristal en pcb. Tengo chip stm32f0 y cristal externo de 4 MHz y condensador de 15 pF. ¿Pueden ayudarme a obtener un rastro adecuado para el rastro de cristal? ¿Debo usar gnd trace alrededor de ellos?

Estás tratando 4 MHz como si fuera RF. ¡Pues no lo es! A 4 MHz, las cosas no son tan críticas siempre que las huellas tengan menos de unos pocos cm de largo. Personalmente, solo empiezo a preocuparme por esto por encima de los 20 MHz más o menos.
@Bimpelrekkie: ¿4MHz no es RF? Mi radio AM no está de acuerdo ;-) (¡Pero su punto de que las cosas no son tan críticas en los PCB en esa frecuencia sigue siendo válido!)
También es bueno saber que el diseño de la placa de alta frecuencia está dominado más por el tiempo de subida que por la frecuencia directa, y dado que la forma de onda de un cristal es principalmente sinusoidal, tiene incluso más MHz de espacio para jugar.

Respuestas (4)

He diseñado muchas placas y 4MHz es una frecuencia muy baja y preocuparse por el ancho de la traza no es muy importante para este escenario. Lo más importante es acercar el cristal lo más posible al chip del microcontrolador. Incluso preocuparse por el diseño del suelo, aunque generalmente es importante, no es un gran problema a 4MHz. En los años 80, cuando todos usaban PCB de 1 o 2 capas, eran placas enormes con trazos gruesos. Por ejemplo, si mira dentro de un juego de pinball de la década de 1980, encontrará una placa de CPU de casi 18" de lado y todos los componentes pasan por un orificio y están colocados a pulgadas de distancia entre sí. Estas placas usaban frecuencias de hasta alrededor de 8 MHz más o menos con procesadores de la serie 6800 y todos los trazos se trazaron a mano dibujando sobre acetato. Ninguno de ellos tiene planos de tierra. Incluso ahora, Las placas como Arduino Uno son de 2 capas por razones de costo. Entonces sí al diseño adecuado de alta frecuencia, pero no se preocupe demasiado. (Sin embargo, para los diseños de placa de prueba o de 2 capas, asegúrese de tener muchos condensadores de desacoplamiento para ayudar a reducir el rebote del suministro).

Bien. Mire también los esquemas de la computadora Z80 de Grant Searle : esto funciona a ~ 7.4MHz en la placa de pruebas . 4MHz no necesita nada especial.

Lo importante es acercar el cristal al procesador, e intentar que ambos lados queden lo más simétricos posibles. El ancho del trazo no importa mucho. Un trazo de 5 mil (0,13 mm) u 8 mil (0,20 mm) estará bien. Pero serán posibles 10 mil (0,25 mm) o incluso 12 mil (0,3 mm).

@Uwe, creo que incluso las placas más económicas pueden admitir trazas de 8 mil.

Google "diseño de oscilador de cristal". Algunas guías:

  • ST ha preparado dicho documento AN2867 para su MCU
  • Microchip AVR186 (también se puede aplicar a otros chips)
"Google it" es una mala respuesta, y las respuestas de solo enlace tampoco son buenas.

De acuerdo, vale la pena leer la nota de ST sobre el cristal. Y diseñar trazas de RF adaptadas a una impedancia particular, digamos 50, es una historia bastante larga. No hace falta decir que se debe tomar la constante Dk, que es específica del sustrato, varios FR4 tienen diferentes Dk, grosor del sustrato y modelo de línea de transmisión (pista con suelo, suelo circundante, etc.). Para los cristales, nadie hace esto porque no hay una restricción de coincidencia de impedancia y la impedancia promedio del cristal a la frecuencia de resonancia en serie es de aproximadamente 10..15 + j0 ohmios.

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