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使用擴頻時脈產生器減少數位系統中的EMI

上網時間: 2011年08月05日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:擴頻時脈產生器  EMI  電磁輻射  SSCG  抖動 

Ashish Kumar

Pushek Madaan

Cypress半導體

過去幾十年,越來越多的應用採用數位化方式實現。數位系統很容易實施,但隨著訊號速度的增加,實施的複雜性也不斷增加,尤其是在時脈同步,設立和保持時間,抖動等方面。

上述問題不但影響系統本身的功能,而且當高頻元件執行在附近時還會造成電磁干擾(EMI)。如圖1所示,電視機受到由DVD播放器引起的EMI。


圖1:電視接收受到電磁干擾。

外部的電磁傳導或輻射會引起EMI,這可能會降低電子系統的性能,甚至可能導致系統故障。控制EMI已成為電子系統設計者面臨的首要問題。

在數位系統設計中,遇到的主要問題都直接或間接與時脈有關。高頻、高壓擺率以及其週期特性(占空比通常為50%)導致時脈訊號成為EMI的主要來源。

此外,訊號速度增加會產生更高的電磁輻射。為了控制輻射,全球有幾個管理各種EMI標準的監管機構,以確保電子設備不會對其他設備的功能造成影響。

這些機構規定了允許的輻射上限,而輻射上限根據每個國家的具體情況可能有所變動。允許的最大輻射並不是指平均輻射,而是輻射峰值。任何訊號頻率違反這個規定都會導致一致性測試失敗。

有多種方式可以解決EMI問題和減少輻射,包括屏蔽、濾波、隔離、鐵氧體磁珠、控制壓擺率,以及增加電源層和地層進行更好的PCB佈線,這些方法可以單獨或多種結合使用。

屏蔽是一種機械的方法,看似簡單但很昂貴,不適合可攜設備。濾波和降低壓擺率在低頻訊號可能有效,但不適合如今的訊號傳輸速度。而精密PCB佈局技術,對於工程師來說往往很耗時,同時這也意味著一種佈局技術僅適用於單一系統,很難移植。

另一種可有效降低EMI輻射的方法是擴頻時脈。本文將詳細探討如何利用擴頻時脈產生器(SSCG)減少EMI輻射。


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