利用擴(kuò)展頻譜時(shí)鐘調(diào)制器減少EMI
----隨著電子產(chǎn)品速度越來越快以及系統(tǒng)越來越復(fù)雜,其造成的電磁輻射（EMI）在急劇增加。事實(shí)上,隨著最新式的便攜及無線產(chǎn)品的不斷問世,系統(tǒng)間存在干擾的可能性正日益增大,這使得EMI成為一個(gè)突出的問題。
---- 從世界范圍來看,各個(gè)國家的標(biāo)準(zhǔn)管理機(jī)構(gòu)都制定了能容許的EMI發(fā)射水平標(biāo)準(zhǔn)。在美國,發(fā)射水平標(biāo)準(zhǔn)是由聯(lián)邦通訊委員會(huì)（FCC）來制定和管理的。
---- 電磁兼容性（EMC）的測試和評定一般在設(shè)計(jì)的后期進(jìn)行,通常是在最終的原型系統(tǒng)開發(fā)完成之后,在進(jìn)入生產(chǎn)階段之前進(jìn)行。電磁兼容測試的失敗會(huì)延誤一個(gè)產(chǎn)品的推出,增加開發(fā)成本和面市時(shí)間。
---- 傳統(tǒng)上使用最廣泛的技術(shù)是進(jìn)行屏蔽以及采用RCL無源器件進(jìn)行濾波（抑制）。隨著電子系統(tǒng)變得更快速、更復(fù)雜和更小巧,這些技術(shù)的成功應(yīng)用變得越來越困難了。
---- 現(xiàn)在,采用擴(kuò)頻時(shí)鐘發(fā)生（SSCG）技術(shù)來控制和減小EMI是一種更為有效的方法。SSCG技術(shù)采用了一個(gè)很小的頻率來調(diào)制系統(tǒng)時(shí)鐘,典型的頻率范圍在30到60kHz之間,這樣做的目的就是在源頭——系統(tǒng)時(shí)鐘處控制和減少EMI的發(fā)射程度。
----內(nèi)部擴(kuò)頻時(shí)鐘的生成
---- SSCG是一種可用于減小數(shù)字時(shí)鐘和定時(shí)信號(hào)輻射的技術(shù)。減少EMI的途徑是采用一個(gè)頻率很低的信號(hào)對系統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行頻率調(diào)制,這樣做會(huì)產(chǎn)生一個(gè)具有邊帶諧波的頻譜。由于窄帶的周期性系統(tǒng)時(shí)鐘被有意擴(kuò)展為寬帶,在基頻和諧波頻率中所包含的峰值譜能量便相應(yīng)減小了。
圖1:擴(kuò)頻時(shí)鐘的頻率分布圖顯示了一個(gè)50MHz的系統(tǒng)時(shí)鐘被一個(gè)33.3kHz的非線性時(shí)鐘以土1.25%的頻率調(diào)制調(diào)制后的結(jié)果.
---- SSCG技術(shù)與通訊中所采用的擴(kuò)展頻譜技術(shù)類似,不過該技術(shù)并非象碼分多址（CDMA）技術(shù)那樣將編碼信息擴(kuò)展到指定的寬頻帶上,采用SSCG的唯一好處是減少了EMI的發(fā)射程度。
圖2:此圖比較了經(jīng)土1.25%中心擴(kuò)頻后的20MHz系統(tǒng)時(shí)鐘與未調(diào)制時(shí)鐘的頻譜曲線.
---- 圖1是一個(gè)已擴(kuò)頻時(shí)鐘的典型頻率分布圖。在此例中,一個(gè)50MHz的系統(tǒng)時(shí)鐘被一個(gè)特定的33.3kHz（T=30μs）非線性頻率所調(diào)制,最高頻率調(diào)制度為±1.25%。
---- 由于調(diào)制是以50MHz為中心的,故這種頻譜分布被稱為中心擴(kuò)頻調(diào)制。如果將這一頻譜分布下移0.625MHz,就得到-2.5%的向下擴(kuò)頻調(diào)制。這時(shí)頻率將調(diào)制于最大值50MHz和最小值48.750MHz之間。
表:各次諧波輻射強(qiáng)度與頻率擴(kuò)展率(%)的對照表說明了EMI的減少(dB)
---- 圖2顯示的是20MHz（基頻）、100MHz（5次諧波）和180MHz（9次諧波）的EMI抑制結(jié)果與未經(jīng)調(diào)制時(shí)鐘的頻譜曲線對照圖。這些曲線中采用的是具有±1.25%中心擴(kuò)頻能力的IMISM530時(shí)鐘調(diào)制器。此例中分別測量到了-1.61、-5.09和-6.05dB的EMI改善值。
