基于可編程展頻時鐘生成器的降低EMI干擾技術介紹

電磁干擾(EMI)是一種會通過導致意外響應或完全工作實效從而影響電氣/電子設備性能的能量。

　　EMI是由輻射電磁場或者感應電壓和電流產生的。當前高速數字系統中的高時鐘頻率和短邊率也會導致EMI問題。

　　傳導和發射EMI的一個重要產生源是連接交流電源線的電氣設備，例如電腦和開關電源，以及帶有電動馬達的電氣設備，例如冰箱、空調和電單車等。

　　一旦電氣設備的EMI傳導到一個電路里，里面的線纜就會像一根天線一樣，將傳導EMI以RFI(無線電干擾)的形式“廣播”到整個電路中。

圖1：時鐘域里的Hershey Kiss展頻時鐘頻率概圖。

　　EMI可能影響不大，也可能導致災難性的故障，所以對EMI的有效控制是非常重要的。電磁兼容性(EMC)是指系統能在指定環境下運行而不會傳導或發射過量電池干擾的能力。

　　EMI標準和相關成本

　　EMC標準的宗旨是為了確保電子設備不會影響其它電子設備的運行甚至導致設備的故障。

　　各國針對“電視、廣播、便攜式娛樂設備、電子游戲和互聯網設備”等消費電子設備的EMI屏蔽功能的要求各有不同。

　　目前為止已經有各種各樣的組織發布了EMI規范。在美國，FCC發布了針對A?級和B級電子設備的第15部分J章規范。A?級和A層規范針對的是工業設備，而B級和B層規范則適用于消費電子產品。EMI規則減少了電子設備之間的干擾，解決了健康和安全方面的問題。

圖2：頻率域里的展頻時鐘頻率概圖。

　　如何控制EMI，一般要考慮以下幾個因素：

　　1) PCB設計－“靈敏元件、電源和地面層的隔離”

　　2) 電路電流－“EMI輻射會隨電流增大而增加”

　　3) 頻率，包括回轉率－“EMI輻射會導致頻率升高”

　　4) 帶寬

　　5) 電路回路區域－“保持在最小”

　　6) 屏蔽/過濾－“結合合理的設計、過濾、屏蔽和其它技巧，來以最低成本的方法將EMI控制在所需等級”

　　7) 展頻時鐘－“合適的展頻數量和調制頻率”

　　8) 抖動應用系統中時鐘的中心頻率，以便將輻射能量擴展到多個頻段，而不是讓所有能量輻射到一個頻率。