關(guān)于EMI的簡單介紹,如何降低EMI
出處:電子發(fā)燒友網(wǎng) 發(fā)布于:2018-08-22 15:17:43
隨著技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字信號的時鐘頻率越來越高,電路系統(tǒng)對于信號的建立、保持時間、時鐘抖動等要素提出越來越高的要求。EMI,即電磁干擾,是指電路系統(tǒng)通過傳導(dǎo)或者輻射的方式,對于周邊電路系統(tǒng)產(chǎn)生的影響。EMI會引起電路性能的降低,嚴重的話,可能導(dǎo)致整個系統(tǒng)失效。在實際操作中,相關(guān)機構(gòu)頒布電磁兼容的規(guī)范,確保上市的電子產(chǎn)品滿足規(guī)范要求。
時鐘信號常常是電路系統(tǒng)中頻率和邊沿陡的信號,多數(shù)EMI問題的產(chǎn)生和時鐘信號有關(guān)。
降低EMI的方法有許多種,包括屏蔽、濾波、隔離、鐵氧體磁環(huán)、信號邊沿控制以及在PCB中增加電源和GND層等等。在應(yīng)用中可以靈活使用以上方法,其中屏蔽是相對簡單的機械學(xué)方法,成本較高,不適用于手持和便攜式設(shè)備;濾波和信號邊沿控制對于低頻信號有效,不適合當前廣泛應(yīng)用的高速信號。另外,使用EMI/RFI濾波器這些被動元器件,會增加成本;通過LAYOUT技巧降低EMI顯然比較費時,而且因設(shè)計的不同,手段也不盡相同。
展頻時鐘(Spread Spectrum Clocking)是另一種有效降低EMI的方法,本文將簡要描述展頻時鐘發(fā)生器(Spread Spectrum Clock Generator, SSCG)是如何降低EMI的。
概述
時鐘展頻通過頻率調(diào)制的手段將集中在窄頻帶范圍內(nèi)的能量分散到設(shè)定的寬頻帶范圍,通過降低時鐘在基頻和奇次諧波頻率的幅度(能量),達到降低系統(tǒng)電磁輻射峰值的目的。
一般數(shù)字時鐘有很高的Q值,即所有能量都集中在很窄的頻率范圍內(nèi),表現(xiàn)為相對較高的能量峰值。在頻譜圖上容易看到在中間頻率上有很高的峰值,在奇次諧波位置有較低的峰值;SSCG通過增加時鐘帶寬的方法降低峰值能量,減小時鐘的Q值。圖1示意SSCG的工作原理。

時鐘展頻通過特定方式調(diào)制原始時鐘信號。Linear和Hershey Kiss(不是好時之吻巧克力哦)是常用的調(diào)制方式。
應(yīng)用特點
SSCG是一種Active且低成本的解決EMI問題的方案,可以在保證時鐘信號完整性的基礎(chǔ)上應(yīng)對更廣頻率范圍內(nèi)EMI問題。相比傳統(tǒng)上使用Ferrite Beads和RF Chokes抑制EMI,SSCG通過時鐘內(nèi)部集成電路調(diào)制頻率的手段來達到抑制EMI峰值的目的。SSCG不僅調(diào)制時鐘源,其它的同步于時鐘源的數(shù)據(jù)、地址和控制信號,在時鐘展頻的同時也一并得以調(diào)制,整體的EMI峰值都會因此減小,所以說,時鐘展頻是系統(tǒng)級的解決方案。這是SSCG相比其它抑制EMI措施的優(yōu)勢。
SSCG功能可以由用戶選擇不同配置,ON或者OFF,以及不同的調(diào)制范圍等。
被動的EMI抑制器件通常也會集成ESD保護功能,是不耗電的。SSCG由于使用到展頻等集成電路功能,
會消耗能量。
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