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硅扩频振荡器在汽车电子产品中的应用(下)

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作者:EDN电子设计技术 时间:2006-05-17 来源: 收藏
 频谱衰减 = 10log[{(F0 *a)/Fd}].

        上述方程表明:在允许的抖动时钟带宽(a*F0

)内产生的频谱谐波分量越多,频谱的能量就越低。作为一个例子,我们可以考察一下DS1086 可编程时钟发生器的抖动结构,DS1086 电路中,a = 0.04,F0 = 100MHz, Fd = F0/2048,因此,DS1086 的频谱衰减为19.1dB。

        注意,增大抖动系数(a)可以达到与降低“加抖”速率相同的目的。另外,该等式既适用于三角波加抖,也适用于伪随机加抖,因为它们具有相同的分布。

        抖动限制

        实际应用中的一些因素会限制频谱能量的衰减量,首先,由于抖动改变了系统定时,存在频率不稳定性,据此,系统定义了对参数“a”的限制。

        产生抖动时钟的电路也会限制“加抖”的速率,带有锁相环或其它控制环路(如DS1086)的系统,“加抖”控制电压受控制环路带宽的限制。否则,抖动控制的分布函数将转变成高斯函数,所得到的频谱能量将主要集中在非抖动时钟频率附近。

        三角波抖动时钟结构的主频在其抖动速率处,而伪随机抖动时钟结构要求频带高于抖动模板的速率,频率可以从最小值跳到最大值,而三角波模板中频率是连续递增的。环路带宽与抖动速率之间存在以下近似的关系:

        环路带宽 > 3 (三角形模板速率)

        环路带宽 > 3 (伪随机模板速率)

        环路带宽固定时,三角波模板能够支持较高的抖动频率。因为抖动速率必须比干扰(以频率抖动形式出现)的窄带检测快,对于相同的检测时间,三角波模板的抖动速率要比伪随机模板更高一些。

        抖动检测时间直接影响了最低抖动速率,干扰信号的频带取决于具体应用,抖动频率没有一个确定的下限限制。对于抖动频率下限的另一考虑是抖动速率本身产生的带外噪声。对于线性系统,三角波抖动器不会在抖动速率处产生谐波。但是,如果非线性电路拾取了时钟信号,将会产生一些所不希望的频谱成分,低抖动频率被混频后产生位于有效工作频段的干扰信号。

        扩频技术并不用于取代传统的EMI 抑制技术,如:滤波、屏蔽和良好的线路板布局。该技术能够从根本上改善系统的性能,特别是对于子系统或外设易受峰值能量干扰的设备。在汽车产品或家庭娱乐设备中能够大大降低射频/TV 干扰。良好的PCB 布局是系统正常运行的基本保障,扩频时钟则有助于系统通过EMI 认证,而且可以减少系统对滤波、屏蔽的需求,降低系统成本。



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