Oups: inducteur blindé très proche d'un cristal. Problème?

J'ai un design qui a très bien fonctionné sur les deux planches que j'ai assemblées à la main, mais plus de la moitié des planches de l'atelier de montage local sont mauvaises.

J'ai tracé le mode de défaillance le plus courant à une horloge de référence instable de mon processeur à l'Ethernet PHY. Je suppose que la PLL ne se verrouille pas correctement dans certains cas.

La seule chose que j'ai trouvée (et c'est peut-être une grande chose) est que dans un effort pour écraser la zone vers le bas, je me suis retrouvé en quelque sorte avec le cristal 24 MHz pour l'horloge système (qui est alimenté en PLL pour l'horloge de référence Ethernet ) -très- proche de l'inductance blindée du convertisseur DC / DC. L'inducteur blindé est orienté à 45 degrés par rapport au cristal, mais un coin se trouve à moins de 20 mils du côté du cristal! Oups.

J'ai pu déplacer ce cristal à environ 160 mils maintenant, ce qui est le mieux que je puisse faire sans retouches sérieuses. J'ai vu un exemple de disposition dans les notes de disposition du processeur qui semblent montrer le cristal à environ 100 mils de l'inductance (le DC / DC est intégré dans ce package de processeur), donc je pense que ça va. Le comité d'évaluation les a séparés d'environ 250 mils, mais il ne semble pas que cette distance ait été un facteur important dans cette conception (bien qu'elle aurait pu l'être). Cela ressemble à un endroit pratique pour les deux composants.

Ma grande préoccupation en ce moment est ... ai-je résolu le problème? Quelle est la probabilité qu'un cristal à 20 mils d'une inductance blindée puisse causer des problèmes? La chose étrange est que j'ai 6 cartes qui se sont jusqu'ici parfaitement comportées, et environ 5 qui ont ce problème d'horloge de référence PLL. Je ne sais pas pourquoi ce ne sont pas toutes les cartes, à moins que ce soit juste la façon dont les tolérances individuelles s'additionnent.

Je pourrais avoir de plus gros problèmes d'intégrité du signal ici ... mais alors des parties beaucoup plus exigeantes de la configuration du processeur (mémoire DDR2) semblent bien se comporter. Aucun tableau ne montre la moindre trace de problème là-bas ou ailleurs.

La cause la plus probable de mes malheurs a été l'atelier de montage local. J'ai un très faible niveau de confiance dans les planches que j'ai obtenues d'eux. J'ai trouvé un grand nombre d'erreurs. Une carte fonctionne depuis que j'ai remplacé le cristal ... Je n'ai vu aucune oscillation sur la lunette, mais sous un microscope, elle semblait définitivement avoir une connectivité. Cependant, le remplacement des cristaux n'a aidé aucune des autres cartes.

Je souhaite juste avoir eu un problème concret et fixe pour cette prochaine révision de la carte au lieu d'un tas de "ça va probablement fonctionner maintenant" ...

Voici une image d'avant et d'après (le cristal est légèrement plus grand en Y que son empreinte):

Je suppose que l'inducteur n'est probablement pas un facteur majeur contribuant aux défaillances. Je dis cela parce que c'est un inducteur, et en tant que tel produit un champ magnétique. Le quartz dans le cristal n'est pas particulièrement magnétique. Deuxièmement, vous notez que l'inductance est blindée, donc le champ de fuite externe doit être petit. Pourtant, la sortie du cristal est une impédance assez élevée et l'induction pourrait ajouter une petite tension en série avec elle. Cela devrait être petit et pas beaucoup de problème si le cristal est entraîné correctement avec les bons plafonds de charge.

Je regarderais de près le circuit cristallin. Cela semble peut-être que vous utilisez un réglage de niveau de lecteur trop bas ou que les plafonds de charge ne sont pas corrects. Selon la fiche technique, la capacité de charge du cristal doit être? Quelle taille de casquette avez-vous de chaque côté? La puce entraînant le cristal peut avoir différents paramètres de niveau de lecteur si elle est destinée à fonctionner avec une large gamme de cristaux. À 24 MHz, vous devriez presque certainement utiliser le choix de niveau de lecteur le plus élevé.

Regardez la broche de sortie du pilote de cristal (entrée du cristal) avec une sonde à haute impédance. Cela devrait être un bon signal fort. Cela pourrait être une sorte d'onde carrée avec des coins un peu arrondis ou presque une onde sinusoïdale. Elle devrait être de quelques volts pp, généralement la moitié de la tension d'alimentation ou plus. Vérifiez soigneusement la fréquence pour vous assurer qu'elle ne fonctionne pas sur une harmonique. Si c'est le cas, c'est une indication que l'un ou les deux plafonds de charge ne sont pas connectés ou sont trop bas. Regardez ensuite la sortie du cristal. Cela devrait être une belle onde sinusoïdale de 24 MHz au moins un Volt pp, de préférence un peu plus. L'unité fonctionne-t-elle soudainement lorsque vous placez la sonde de portée sur un fil de cristal? Si tel est le cas, les plafonds de charge sont encore manquants, incorrects ou incorrects.