由于达拉斯RTC的晶体输入具有非常高的阻抗(约109Ω),因此晶体导线就像非常好的天线一样,耦合来自系统其余部分的高频信号.如果信号耦合到晶体引脚上,它可以抵消或添加脉冲.由于电路板上的大多数信号频率远高于32.768K晶体,因此更有可能在不需要的情况下添加脉冲.这些噪声脉冲被计为额外时钟"滴答"并使时钟看起来运行得很快.

以下步骤说明了如何确定噪声是否导致RTC快速运行:

启动系统并将RTC与已知的精确时钟同步.

关闭系统电源.

等一段时间(两小时,24小时等).时间越长,测量时钟晶振精度就越容易.

再次打开系统,读取时钟,并与已知的准确时钟进行比较.

将RTC重新同步到已知的准确时钟.

保持系统通电并等待一段时间等于步骤3中的时间段.

等待上述时间后读取时钟并将其与已知的准确时钟进行比较.

图1

通过使用上述步骤,可以在系统通电时和系统断电时确定时钟的准确性.如果在系统上电时时钟被证明是不准确的,但在系统断电时是准确的,则问题很可能是由系统中其他信号产生的噪声引起的.但是,如果时钟在系统上电和断电时都不准确,那么问题不在于系统的噪音.

由于噪声可能会耦合到晶体引脚上,因此在将外部晶振放置在PC板布局上时必须小心.遵循一些关于在PC板布局上放置晶体的基本布局指南非常重要,以确保额外的时钟周期不会耦合到晶体引脚上.

将晶体尽可能靠近X1和X2引脚放置非常重要.通过减小天线的长度,保持晶体和RTC之间的走线长度尽可能小,可以降低噪声耦合的可能性.保持走线长度小也会减少杂散电容的数量.

保持X1和X2引脚上的晶体键合焊盘和走线宽度尽可能小.这些键合焊盘和迹线越大,噪声越可能从相邻信号耦合.

如果可能,在晶体周围放置一个保护环(接地).这有助于将晶体与相邻信号耦合的噪声隔离开来.有关在晶体周围使用保护环的说明,请参见图1.

尽量确保其他PC板层上没有信号直接在晶振下方或X1和X2引脚的走线下方.晶体与电路板上的其他信号隔离得越多,噪声耦合到晶体的可能性就越小.任何数字信号与连接到X1或X2的任何迹线之间应至少有0.200英寸.RTC应与产生电磁辐射(EMR)的任何组件隔离.这适用于离散和模块类型的RTC.

将局部接地平面放置在石英晶振正下方的PC板层上也可能有所帮助.这有助于隔离晶体与其他PC板层信号的噪声耦合.注意,接地平面只需要在晶体附近,而不是在整个电路板上.有关局部地平面的图示,请参见图5.注意,接地平面的周长不需要大于保护环的外周长.

请注意,由于它引入的杂散电容,必须注意使用本地接地层.走线/焊盘和接地层之间的电容被添加到内部负载电容(CL1和CL2).因此,在考虑添加局部地平面时必须考虑一些因素.例如,由接地平面引起的电容可以通过以下等式近似:

C=εA/t,其中

ε=PC板的介电常数

A=迹线/焊盘的面积

t=PC板层的厚度

因此,为了确定接地平面是否适合于给定的设计,必须考虑上述参数以确保来自本地接地平面的电容不足够大以减慢时钟.图2.晶振的推荐布局.

图2

水晶制造问题

调谐叉晶体不应暴露于超声波清洗.它们易受共振引起的损坏.

晶体不应暴露在高于其最大额定值的温度下.暴露在过高的温度下可能会损坏晶体,通常会增加ESR.不应将水晶"罐"焊接到PC板上.有时这是为了研究晶体的情况.直接焊接到晶体的情况通常会使装置承受过高的温度.

RTC通常应用于非冷凝环境.石英晶体振荡器导体周围的水分形成会导致泄漏,这可能导致振荡器停止.保形涂层可用于保护电路,然而,保形涂层本身可能引起问题.

一些保形涂层,尤其是基于环氧树脂的材料,可能具有不可接受水平的离子污染.此外,如果PC板表面在保形涂层之前没有充分清洁,则保形涂层会导致污染物集中在引线和迹线周围.

焊剂残留物会导致引脚之间的泄漏.RTC振荡器电路由于其低功率操作而对泄漏特别敏感.振荡器输入和输出之间的泄漏或泄漏到地,通常会使振荡器无法运行.