基于可编程展频时钟生成器的降低EMI干扰技术介绍

　　控制和降低EMI有两个基本方法：抑制和吸收。最常用的降噪方法包括合理的设备电路设计、屏蔽、接地、过滤、隔离、分隔和定向、电路阻抗级控制、线缆设计和噪音消除等。

　　这些方法要求使用无源和有源元件，例如滤波器、扼流器、铁氧体磁珠、箔片和??件，并结合PCB设计规则和展频时钟生成器(SSCG)。

图3：Hershey Kiss展频概图的优势。

　　在源头处解决EMI问题

　　EMC设计的一个基本原则是在PCB的源头处减弱EMI。展频法是指有意将特别带宽中产生的辐射能量扩展到频率域，产生一个带宽更大的信号。展品时钟生成器(SSCG)就可以执行这一功能。

　　在选择展频时钟来减弱消费电子产品的EMI时，开发人员必须确保以下几点：

　　1) 系统必须通过EMI型式测试。良好的频率概图和调制频率是最重要的。高质量的Hershey Kiss频率概图在降低EMI上是性能最好的；与之相比，三角频率概图需要更大的扩展量才能将EMI降低到同样等级(见图1至图3)。调制频率越高，就能将EMI降到更低的程度(如图4)。

　　2)即便展频有副作用，也要保持系统性能。首先，PLL必须运行于一个理想状态，例如较高的PFD和VCO频率和适当的带宽等等。第二，频率扩展量必须尽可能小，以便保持较高的系统时序余度和较低的周期间抖动。频率扩展量更小，系统的平均频率就不会降低太多，因而系统的运行速度也就不会那么慢。

　　3)要将对系统总成本的影响最小化。在消费电子产品中，展频时钟芯片的价格向来是一个主要的价格问题。但是，在最近几年消费电子产品复杂性越来越高的同时，开发人员也要慎重考虑开发成本和风险。

　　比如，在抑制EMI和抖动中即便只有一项要求没有达到，消费电子产品的系统时钟需要调整的可能性就更大。可编程型抑制EMI的方法的灵活性，可以大大降低开发成本和风险，从而确保满足所有要求。

图4：通过调制频率降低EMI。

　　展频时钟生成器

　　展频时钟生成器(SSCG)可分成可编程和不可编程两种，也可以根据其是否有Hershey Kiss频率还是三角展频来分类。不同消费电子产品的展频时钟对于频率、中心或向下扩展、扩展量、调制频率、Hershey Kiss或三角展频等的要求是不同的。

　　由于非可编程式展频时钟芯片是为特殊应用定制的，频率范围和扩展量只有几个固定的可选项，要在最大化成本/性能的同时满足最优展频要求，就变得非常困难。

　　市场上大部分固定功能的时钟芯片都有多个固定的可选择输入频率范围(如20-40MHz, 40-80MHz和80-160MHz)以及扩展率(如0.5%, 1%, 2%和3%)。要实现优化，就需要两套PLL参数，一套针对EMI抑制性能，另一套面向PLL性能。