凌力爾特公司信號調理產品部產品市場工程師Greg Zimmer

1. What is the importance of high-performance clocks?
回答一：
時鐘信號位于大多數電子電路的核心部分，而且其使用范圍非常之廣，以至于它在高性能電子產品中的重要性起初常?？赡鼙缓鲆暋＠纾簩崟r時鐘就需要非常高的頻率準確度。遠程數據傳輸鏈路和高速ADC則要求極低的抖動。電池供電型設備需要低功率、快速啟動型時鐘。工業(yè)、軍事和航空應用則需要能夠應對極端環(huán)境條件 (比如：沖擊、振動和溫度) 的時鐘。其他更加異乎尋常的時鐘要求包括相位同步、擴頻能力和執(zhí)行中的移頻操作。所有這些特點對于實現高性能來說可能都是至關重要的。

2. Could you tell us some information about the current hot-spot applications of clocks?
回答二：
隨著電子裝置越來越多地滲透到日常生活，如何確保它們之間不產生相互干擾成為了人們著重關注的焦點。這一走勢與另一個發(fā)展趨勢完全背道而馳；由于對能量效率的要求日益提高，因此越來越多的電子產品在設計時采用了開關穩(wěn)壓器 (而不是線性穩(wěn)壓器)。隨著穩(wěn)壓器數目的增加，電磁干擾 (EMI) 的影響也在加大。為了解決這些問題，設計師正在使用多相、擴頻時鐘。
對于那些采用多個開關穩(wěn)壓器的系統(tǒng)，相位同步是一種定時方法，用于躊躇于每個開關電源的接通操作，這樣，在先前是一個死區(qū)的地方將存在輸入電流。這將產生諸多的好處：
1. 與同相同步相比，多個開關電源的異相同步具有較低的峰值電流 (EMI因而較低)。
2. 相位同步增加了產生EMI的頻率。這將使EMI下降，原因是濾波處理在較高的頻率條件下更加有效。
3. 當采用多個并聯(lián)穩(wěn)壓器來替代單個穩(wěn)壓器時，相位同步提供了額外的好處：
a. 有效地消除了輸入和輸出端上的紋波電流，從而顯著地減少了輸入和輸出電容器。
b. 需要一個較小的等效電感，因而提供了一個較高的電流轉換速率。
擴頻調制 (SSFM) 指的是一種用于連續(xù)改變開關穩(wěn)壓器時鐘頻率的方法。該方法可確保不允許發(fā)射能量在任何接收器的頻帶中停留很長的時間。

3. Which special technical requirements for the clocks are raised from these hot-spot applications?
回答三：
實現相位同步需要具備從單個時鐘信號來準確地產生多個相位的能力。
實現開關穩(wěn)壓器的有效SSFM取決于4個主要因素：受影響接收器的帶寬、頻率調制的方法、擴頻量和調制速率。
接收器
在考慮EMI時，設計師必須了解受EMI影響的接收器的帶寬，不管它們是真實的系統(tǒng)器件還是用于法規(guī)符合性的器件 (按照CISPR 16-11)。接收器的帶寬決定了接收器將做出響應的頻率范圍以及在遭受EMI時接收器的響應時間。
調制方法
大多數開關穩(wěn)壓器都會產生隨頻率而變化的紋波；在較低的開關頻率條件下紋波較多，而在較高的開關頻率條件下則紋波較少。因此，如果開關時鐘是頻率調制，那么開關電源的紋波將呈現出幅度調制。如果時鐘的調制信號是周期性的 (例如：正弦波或三角波)，則在調制頻率上存在一個周期性的紋波調制和一個截然不同的頻譜分量。由于調制頻率遠遠低于開關電源的時鐘頻率，因此它可能很難濾除。一種偽隨機頻率調制能夠避免產生這種周期性紋波。采用偽隨機調頻時，時鐘以一種偽隨機方式從一個頻率轉移至另一個頻率。由于開關電源的輸出紋波是由一個類噪聲信號進行幅度調制的，因此輸出看起來仿佛沒有經過調制，而且下游系統(tǒng)的意義可以忽略不計。
調制度
當SSFM頻率的范圍增加時，帶內時間所占的百分比將下降。如果發(fā)射信號進入接收器頻帶的頻度不高且持續(xù)時間很短 (相對于其響應時間)，則EMI將顯著降低。例如，與 ±2% 的頻率調制 (在微處理器時鐘中經常使用) 相比，±10% 的頻率調制對于降低EMI要有效得多。不過，開關穩(wěn)壓器所能容許的頻率范圍是有限的。一般說來，大多數開關穩(wěn)壓器都能夠輕松地容忍 ±10% 的頻率變化。
調制速率
與調制度相似，對于一個給定的接收器而言，當頻率調制的速率增加時，EMI處于“帶內”的時間將縮短，且EMI將減低。不過，開關電源所能跟蹤的頻率變化速率 (dF/dt) 有一個限值。相應的解決方案是要找到不至影響開關電源輸出穩(wěn)壓性能的最高調制速率。

4. What is your company’s trump to become the winner in the market competition?
回答四：
凌力爾特是硅振蕩器的領先供應商。這些比較新的器件具有簡單、緊湊、低功率和堅固的特點，并為晶體或陶瓷諧振器提供了一種真正的替代方案。它們不依賴于機械式諧振元件，且具備針對沖擊、振動和磨損的固有免疫力。另外，由于它們基于標準的半導體工藝，因此還可以內置用于多相、SSFM時鐘的必要電路。以凌力爾特的LTC6909為例，這是一款具有8個單獨多相輸出的精準擴頻硅振蕩器。由單個電阻器來選擇輸出頻率 (范圍從12.5kHz至6.67MHz)。三個邏輯輸入負責設定輸出相位關系 (在 45° 至 120° 的范圍內)，從而使LTC6909能夠為多達8個相位提供同步處理?？梢詥⒂靡粋€偽隨機擴頻調頻電路，擴頻量為中心頻率的 ±10%。用戶可選擇3種調制速率之一，以確保調制速率不超過穩(wěn)壓器的帶寬。此外，LTC6909還具有一個創(chuàng)新型濾波器，用于跟蹤SSFM調制速率并在頻率變換之間提供平滑處理。

圖1：LTC6909 —— 采用擴頻調制、可提供1至8個輸出的多相硅振蕩器




圖2：LTC6909的偽隨機調制和內部跟蹤濾波器