PCB板時(shí)鐘電路的電磁兼容設(shè)計(jì)
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3．3 端接設(shè)計(jì)
時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)芯片不用的輸出管腳，比如：空載(開路)，由于管腳開路全反射可能會(huì)引起時(shí)鐘高次諧波的電磁干擾問題。在單板上加備用端接是解決這個(gè)問題的一種方案，但是備用端接采用電阻還是電容或者其他的端接方式時(shí)主要看空載所引起的電磁干擾的頻點(diǎn)。如果采用電阻端接，就要考慮由此帶來的功耗和驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)電流；如果采用電容端接，可能會(huì)增加某些其他頻點(diǎn)的電磁干擾，因此電容的大小時(shí)要優(yōu)化電容值；如果不用管腳沒有端接，但是已經(jīng)通過試驗(yàn)證明了電磁干擾有足夠的裕度，就沒必要對(duì)未用管腳進(jìn)行額外的備用端接處理。
下面以3807數(shù)字時(shí)鐘芯片為例，用仿真試驗(yàn)的結(jié)果來解釋備用端接的作用。圖6～圖8表示了芯片不用的輸出管腳時(shí)在開路、接50 Ω對(duì)地電阻、接75 Ω對(duì)地電阻、接20 pF對(duì)地電容等方式時(shí)，驅(qū)動(dòng)腳的電流、頻譜分布及驅(qū)動(dòng)電流所產(chǎn)生的電磁輻射。本文引用地址：http://www.104case.com/article/177763.htm
從上面的結(jié)果可以看出：
(1)開路時(shí)的驅(qū)動(dòng)電流最小，但有明顯的窄脈寬振鈴。就說明如果驅(qū)動(dòng)器不用管腳空載(開路)，驅(qū)動(dòng)器的功耗最小。但是由此會(huì)帶來一個(gè)不利的方面，那就是驅(qū)動(dòng)電流的頻譜中高頻分量會(huì)變大，有可能導(dǎo)致高頻的電磁干擾問題。這一點(diǎn)通過圖7和圖8中的開路驅(qū)動(dòng)電流的頻譜和電磁干擾曲線(藍(lán)色曲線)也可以得到驗(yàn)證。
(2)如果驅(qū)動(dòng)器不用管腳用電阻端接，驅(qū)動(dòng)電流會(huì)變大，但是驅(qū)動(dòng)電流中的振鈴現(xiàn)象明顯減弱。采用小電阻端接，可以改善驅(qū)動(dòng)電流的振鈴，但是會(huì)增加驅(qū)動(dòng)電流，功耗變大；如果采用大電阻端接，可以減小驅(qū)動(dòng)電流，但是會(huì)使得驅(qū)動(dòng)電流出現(xiàn)振鈴現(xiàn)象(開路是電阻端接的一個(gè)極限)。通過仿真結(jié)果看，選擇75歐姆端接電阻一方面可以使得驅(qū)動(dòng)電流不會(huì)很大，另一方面驅(qū)動(dòng)電流的振鈴也不是很明顯。
(3)如果驅(qū)動(dòng)器不用管腳采用電容端接，驅(qū)動(dòng)電流的峰值變大，同時(shí)驅(qū)動(dòng)電流脈沖的寬度也變大。這就表示驅(qū)動(dòng)電流中的低頻分量會(huì)明顯變大，這就要注意低頻段諧波的電磁干擾問題。圖7和圖8中對(duì)應(yīng)電容端接的驅(qū)動(dòng)電流的頻譜曲線和電磁干擾曲線的低頻分量明顯變大也驗(yàn)證了這個(gè)問題。
4 結(jié)語
本文主要就對(duì)如何降低時(shí)鐘(干擾源)的干擾進(jìn)行了分析和總結(jié)，因此可以得出以下如何切斷時(shí)鐘干擾的傳播途徑的結(jié)論。一是將時(shí)鐘電路的基波和諧波能量最大程度的約束到指定的范圍之內(nèi)(這些能量傳輸需要的電路包圍的面積越小越好)；其二是有效建立時(shí)鐘電路區(qū)域與輸入輸出接口線路的隔離。由此可以在時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)時(shí)可以通過布局和布線來達(dá)到優(yōu)化電磁兼容設(shè)計(jì)的目的。
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