PCB板時鐘電路的電磁兼容設(shè)計
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3．3 端接設(shè)計
時鐘驅(qū)動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引起時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主要看空載所引起的電磁干擾的頻點。如果采用電阻端接，就要考慮由此帶來的功耗和驅(qū)動器的驅(qū)動電流；如果采用電容端接，可能會增加某些其他頻點的電磁干擾，因此電容的大小時要優(yōu)化電容值；如果不用管腳沒有端接，但是已經(jīng)通過試驗證明了電磁干擾有足夠的裕度，就沒必要對未用管腳進行額外的備用端接處理。
下面以3807數(shù)字時鐘芯片為例，用仿真試驗的結(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在開路、接50 Ω對地電阻、接75 Ω對地電阻、接20 pF對地電容等方式時，驅(qū)動腳的電流、頻譜分布及驅(qū)動電流所產(chǎn)生的電磁輻射。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/177763.htm
從上面的結(jié)果可以看出：
(1)開路時的驅(qū)動電流最小，但有明顯的窄脈寬振鈴。就說明如果驅(qū)動器不用管腳空載(開路)，驅(qū)動器的功耗最小。但是由此會帶來一個不利的方面，那就是驅(qū)動電流的頻譜中高頻分量會變大，有可能導(dǎo)致高頻的電磁干擾問題。這一點通過圖7和圖8中的開路驅(qū)動電流的頻譜和電磁干擾曲線(藍(lán)色曲線)也可以得到驗證。
(2)如果驅(qū)動器不用管腳用電阻端接，驅(qū)動電流會變大，但是驅(qū)動電流中的振鈴現(xiàn)象明顯減弱。采用小電阻端接，可以改善驅(qū)動電流的振鈴，但是會增加驅(qū)動電流，功耗變大；如果采用大電阻端接，可以減小驅(qū)動電流，但是會使得驅(qū)動電流出現(xiàn)振鈴現(xiàn)象(開路是電阻端接的一個極限)。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)動電流不會很大，另一方面驅(qū)動電流的振鈴也不是很明顯。
(3)如果驅(qū)動器不用管腳采用電容端接，驅(qū)動電流的峰值變大，同時驅(qū)動電流脈沖的寬度也變大。這就表示驅(qū)動電流中的低頻分量會明顯變大，這就要注意低頻段諧波的電磁干擾問題。圖7和圖8中對應(yīng)電容端接的驅(qū)動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證了這個問題。
4 結(jié)語
本文主要就對如何降低時鐘(干擾源)的干擾進行了分析和總結(jié)，因此可以得出以下如何切斷時鐘干擾的傳播途徑的結(jié)論。一是將時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)；其二是有效建立時鐘電路區(qū)域與輸入輸出接口線路的隔離。由此可以在時鐘電路設(shè)計時可以通過布局和布線來達(dá)到優(yōu)化電磁兼容設(shè)計的目的。
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