你的位置:首頁 > EMC安規(guī) > 正文
控制板級(jí)時(shí)鐘分配期間出現(xiàn)的EMI
發(fā)布時(shí)間:2021-04-06 來源:Lin Wu 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】今天,我們來談?wù)勊须娮酉到y(tǒng)都存在的一種常見問題——電磁干擾也即 EMI,并側(cè)重討論時(shí)鐘的影響。從廣義來講,EMI 是中斷、阻礙或者降低電子器件有效性能的所有電磁干擾。其產(chǎn)生的方式有兩種:1)通過存在于信號(hào)之間的寄生電感/電容,或者通過電源或接地連接的無用耦合,從而產(chǎn)生 EMI;或者2)直接通過電子/磁輻射,即輻射性 EMI。
由于兩個(gè)原因,時(shí)鐘信號(hào)常歸咎于 EMI。即使時(shí)鐘低頻率運(yùn)行,較好的時(shí)鐘上升/下降沿也包含大量的奇次諧波,其在更高頻率時(shí)會(huì)引起 EMI。另外,時(shí)鐘通常會(huì)在板上傳播一段較長的距離,從而更可能給其他組件帶來干擾。通常,EMI 可通過頻譜分析儀測(cè)量,如圖 1 所示。圖中,綠色信號(hào)存在一些超出紅色 FCC 屏蔽的頻率分量(300MHz、400MHz 和 500MHz 等)。
控制時(shí)鐘引起 EMI 的一些方法都基于上述兩種方式:屏蔽、去耦、精心布局,以及改變時(shí)鐘源特性。
屏蔽方法使用導(dǎo)體將 EMI 徹底包起來接地。利用這種方法,電磁能量被控制在系統(tǒng)內(nèi)部。另外,它還使外部信號(hào)更難以將 EMI 帶入系統(tǒng)。這種方法對(duì)傳導(dǎo)性 EMI 和輻射性 EMI 都有效。一般而言,這種方法在保護(hù)系統(tǒng)的敏感部件時(shí)成本較高,并且占用空間。高頻時(shí)效果較好。在 100MHz 以下時(shí)鐘頻率或邊緣速率情況下,EMI 自屏蔽層以上時(shí)鐘信號(hào)耦合,而屏蔽層本身也產(chǎn)生輻射。這種情況下,屏蔽的效果極其有限。一種解決方法是使用 RF 線圈。
大多數(shù)情況下,較好的去耦和精心的布局比屏蔽方法更能減少傳導(dǎo)性 EMI。
在每個(gè)有源器件(盡可能靠近器件連接電源或接地)上安裝旁路或者“去耦”電容有助于引導(dǎo)時(shí)鐘或任何其他高頻信號(hào)組件直接接地,而非干擾其他信號(hào)。至少用兩個(gè)數(shù)量級(jí),交替這些旁路電容器的值。如果可能,選擇表面貼裝類型。在板上給去耦組件一個(gè)占位器 (position holder) 一直都是一個(gè)不錯(cuò)的辦法。
就您的布局而言,基本原則是讓接地返回路徑短一些,并最小化信號(hào)環(huán)路。使用較短的過孔組件線。盡可能地靠近 PCB 貼裝組件,并將與時(shí)鐘線跡相關(guān)的所有組件都靠近放置在一起。如果可以的話,請(qǐng)使用差分信號(hào)。實(shí)事證明,使用一個(gè)專用接地層和多層布局較為高效。但是,這會(huì)增加電路板成本。對(duì)于一些如便攜式系統(tǒng)等成本敏感型設(shè)計(jì)而言,這樣做并不可取。這些情況下,改變時(shí)鐘信號(hào)本身可有效地減少 EMI 源,同時(shí)更便宜,也更靈活。
一種方法是減少信號(hào)擺動(dòng)來降低峰值能量。增加串聯(lián)電阻減慢時(shí)鐘上升/下降沿,從而減少諧波。另一種普遍使用的方法是使用擴(kuò)頻時(shí)鐘 (SSC),有意將時(shí)鐘能量傳播至更寬的頻帶,這樣便使峰值能量降低。這種 SSC 功能被集成到大多數(shù)我們的時(shí)鐘器件中。下次,我們將對(duì)其做更詳細(xì)的討論。
降低擺動(dòng)或使用邊緣控制的缺點(diǎn)是使時(shí)鐘的抗噪性變差。使用 SSC 增加了時(shí)鐘的抖動(dòng)。就消費(fèi)類電子產(chǎn)品而言,通常較少關(guān)注這些。但是,對(duì)于一些高精度應(yīng)用而言,這些方法通常不是首選的方法。
結(jié)論
總之,降低 EMI 方法的選擇涉及您的應(yīng)用、時(shí)鐘頻率和成本/性能考慮等諸多方面。一般而言,它是所有上述方法的綜合。
參考文獻(xiàn)
● 《防止時(shí)鐘分布電路中 EMI 的應(yīng)用手冊(cè)》TI,網(wǎng)址: http://focus.ti.com/general/docs/techdocsabstract.tsp?abstractName=scaa031
● 如欲了解 CDCS502 的詳情并獲取 SSC 器件的樣片,您可以登錄 http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/cdcs502.html 下載產(chǎn)品說明時(shí)和其他技術(shù)文檔;請(qǐng)登錄 http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/cdce949.html 了解 CDCE949 詳情。
作者簡介
Lin Wu 現(xiàn)任 TI 接口和時(shí)鐘產(chǎn)品部產(chǎn)品營銷經(jīng)理。 Lin 女士畢業(yè)于愛荷華州立大學(xué)(Iowa State University),獲電子工程博士學(xué)位,現(xiàn)在擁有 3 項(xiàng)美國專利。
免責(zé)聲明:本文為轉(zhuǎn)載文章,轉(zhuǎn)載此文目的在于傳遞更多信息,版權(quán)歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問題,請(qǐng)聯(lián)系小編進(jìn)行處理。
推薦閱讀:
特別推薦
- 授權(quán)代理商貿(mào)澤電子供應(yīng)Same Sky多樣化電子元器件
- 使用合適的窗口電壓監(jiān)控器優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)
- ADI電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制解決方案 驅(qū)動(dòng)智能運(yùn)動(dòng)新時(shí)代
- 倍福推出采用 TwinSAFE SC 技術(shù)的 EtherCAT 端子模塊 EL3453-0090
- TDK推出新的X系列環(huán)保型SMD壓敏電阻
- Vishay 推出新款采用0102、0204和 0207封裝的精密薄膜MELF電阻
- Microchip推出新款交鑰匙電容式觸摸控制器產(chǎn)品 MTCH2120
技術(shù)文章更多>>
- 功率器件熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(九)——功率半導(dǎo)體模塊的熱擴(kuò)散
- 準(zhǔn) Z 源逆變器的設(shè)計(jì)
- 第12講:三菱電機(jī)高壓SiC芯片技術(shù)
- 一文看懂電壓轉(zhuǎn)換的級(jí)聯(lián)和混合概念
- 意法半導(dǎo)體推出首款超低功耗生物傳感器,成為眾多新型應(yīng)用的核心所在
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
單向可控硅
刀開關(guān)
等離子顯示屏
低頻電感
低通濾波器
低音炮電路
滌綸電容
點(diǎn)膠設(shè)備
電池
電池管理系統(tǒng)
電磁蜂鳴器
電磁兼容
電磁爐危害
電動(dòng)車
電動(dòng)工具
電動(dòng)汽車
電感
電工電路
電機(jī)控制
電解電容
電纜連接器
電力電子
電力繼電器
電力線通信
電流保險(xiǎn)絲
電流表
電流傳感器
電流互感器
電路保護(hù)
電路圖