利用可編程展頻時鐘生成器來降低EMI干擾

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

　　EMI是由輻射電磁場或者感應(yīng)電壓和電流產(chǎn)生的。當(dāng)前高速數(shù)字系統(tǒng)中的高時鐘頻率和短邊率也會導(dǎo)致EMI問題。

　　傳導(dǎo)和發(fā)射EMI的一個重要產(chǎn)生源是連接交流電源線的電氣設(shè)備，例如電腦和開關(guān)電源，以及帶有電動馬達(dá)的電氣設(shè)備，例如冰箱、空調(diào)和電單車等。

　　一旦電氣設(shè)備的EMI傳導(dǎo)到一個電路里，里面的線纜就會像一根天線一樣，將傳導(dǎo)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(dǎo)致災(zāi)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(tǒng)能在指定環(huán)境下運(yùn)行而不會傳導(dǎo)或發(fā)射過量電池干擾的能力。

　　EMI標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)成本

　　EMC標(biāo)準(zhǔn)的宗旨是為了確保電子設(shè)備不會影響其它電子設(shè)備的運(yùn)行甚至導(dǎo)致設(shè)備的故障。

　　各國針對“電視、廣播、便攜式娛樂設(shè)備、電子游戲和互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備”等消費(fèi)電子設(shè)備的EMI屏蔽功能的要求各有不同。

　　目前為止已經(jīng)有各種各樣的組織發(fā)布了EMI規(guī)范。在美國，F(xiàn)CC發(fā)布了針對A?級和B級電子設(shè)備的第15部分J章規(guī)范。A?級和A層規(guī)范針對的是工業(yè)設(shè)備，而B級和B層規(guī)范則適用于消費(fèi)電子產(chǎn)品。EMI規(guī)則減少了電子設(shè)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(shè)計(jì)－“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(zhuǎn)率－“EMI輻射會導(dǎo)致頻率升高”

　　4) 帶寬

　　5) 電路回路區(qū)域－“保持在最小”

　　6) 屏蔽/過濾－“結(jié)合合理的設(shè)計(jì)、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(shù)量和調(diào)制頻率”

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