International Microcircuits公司Cavit Ozdalga著
----随着电子产品速度越来越快以及系统越来越复杂，其造成的电磁辐射（EMI）在急剧增加。事实上，随着最新式的便携及无线产品的不断问世，系统间存在干扰的可能性正日益增大，这使得EMI成为一个突出的问题。 ---- 从世界范围来看，各个国家的标准管理机构都制定了能容许的EMI发射水平标准。在美国，发射水平标准是由联邦通讯委员会（FCC）来制定和管理的。 ---- 电磁兼容性（EMC）的测试和评定一般在设计的后期进行，通常是在最终的原型系统开发完成之后，在进入生产阶段之前进行。电磁兼容测试的失败会延误一个产品的推出，增加开发成本和面市时间。 ---- 传统上使用最广泛的技术是进行屏蔽以及采用RCL无源器件进行滤波（抑制）。随着电子系统变得更快速、更复杂和更小巧，这些技术的成功应用变得越来越困难了。 ---- 现在，采用扩频时钟发生（SSCG）技术来控制和减小EMI是一种更为有效的方法。SSCG技术采用了一个很小的频率来调制系统时钟，典型的频率范围在30到60kHz之间，这样做的目的就是在源头——系统时钟处控制和减少EMI的发射程度。 ----内部扩频时钟的生成
---- SSCG是一种可用于减小数字时钟和定时信号辐射的技术。减少EMI的途径是采用一个频率很低的信号对系统时钟进行频率调制，这样做会产生一个具有边带谐波的频谱。由于窄带的周期性系统时钟被有意扩展为宽带，在基频和谐波频率中所包含的峰值谱能量便相应减小了。 |  图1:扩频时钟的频率分布图显示了一个50MHz的系统时钟被一个33.3kHz的非线性时钟以土1.25%的频率调制调制后的结果.
|
---- SSCG技术与通讯中所采用的扩展频谱技术类似，不过该技术并非象码分多址（CDMA）技术那样将编码信息扩展到指定的宽频带上，采用SSCG的唯一好处是减少了EMI的发射程度。 |  图2:此图比较了经土1.25%中心扩频后的20MHz系统时钟与未调制时钟的频谱曲线.
|
---- 图1是一个已扩频时钟的典型频率分布图。在此例中，一个50MHz的系统时钟被一个特定的33.3kHz（T=30μs）非线性频率所调制，最高频率调制度为±1.25%。 ---- 由于调制是以50MHz为中心的，故这种频谱分布被称为中心扩频调制。如果将这一频谱分布下移0.625MHz，就得到-2.5%的向下扩频调制。这时频率将调制于最大值50MHz和最小值48.750MHz之间。 |  表:各次谐波辐射强度与频率扩展率(%)的对照表说明了EMI的减少(dB)
|
---- 图2显示的是20MHz（基频）、100MHz（5次谐波）和180MHz（9次谐波）的EMI抑制结果与未经调制时钟的频谱曲线对照图。这些曲线中采用的是具有±1.25%中心扩频能力的IMI SM530时钟调制器。此例中分别测量到了-1.61、-5.09和-6.05dB的EMI改善值。 ---- 表中列出了实际应用中测量到的EMI改善结果。虽然任何一个系统EMI的改善情况取决于系统的设计和布局，但该表作为一个参考，可以解释前六个奇次谐波间的相对关系并以百分比的形式说明频率扩展的变化。 ----SSCG的益处
---- 相对于其他的EMI抑制技术而言，SSCG的系统化特点是其最主要的优点。由扩频时钟产生的所有时钟和定时信号也被以同样的比率加以调制。这给整个系统都带来显著的EMI改善效果。 ---- 在EMC测试中，只改变一个电容或可编程的数字输入就能够调节频率调制度（扩频百分比）。SSCG的这种可编程特性简化了该技术在产品设计和EMC测试中的使用，还可以减少用于EMI抑制的印刷电路板面积，节省产品成本和面市时间。 建立保持时间只是以定时信号的上升沿为参照的。由于使用扩频技术时上升与下降时间并不改变，故仍可保证严格的建立保持时间界限。采用中心扩频时钟时最高峰值频率将略有提高，不过可以采用向下扩频时钟调制来避免这种变化。 使用SSCG的另一个好处是可以在同一产品中进一步集成可编程的EMI抑制和定时功能，使产品的性能更高，成本更低。还有一点好处是能使无线与便携式应用产品投放市场的速度更快。 ---- 例如，FS78x和FS79x系列产品为用户提供了可编程的频率调制功能，通过改变外部R、C元件，可编程为0.5%至4%之间的任何值。这些产品还包括1x、2x和4x倍频功能，从而无需再使用价格昂贵的高速晶振。
来源:今日电子 作者:International Microcircuits公司Cavit Ozdalga著 时间:2006/9/25 21:09:00
