擴頻Oscillator輻射能量對EMI高速系統造成一定干擾

電磁干擾(EMI)被定義為電磁時發出的自然現象一個設備的場通過輻射來破壞,阻礙或降低另一個設備的電磁場導電路徑,EMI可能會導致兩個或多個電子設備相互干擾并影響它們性能和操作,大限度地減少電子元器件石英晶體振蕩器電路和系統之間的有害干擾.這個干擾包括輻射和傳導射頻(RF)發射,干擾要求是需要滿足,以滿足法律規定的國內和國際監管要求和政府法規.

 EMI是來自頻率源的輻射能量的測量值,通常以dBmV/m(分貝(volibelvolts)為單位測量在給定頻率下每米),對于更高的輻射能量,該參數更大,就這樣從振蕩器頻率源發出的能量越多,產生的電場和EMI就越大.定義時用于EMI測量的頻譜,人們想要區分峰值電磁排放和平均電磁輻射,平均發射定義為平均dBmV/m在給定頻譜上的水平,峰值發射定義為任何頻率下的最大dBmV/m電平在給定的頻譜上.

聯邦通信委員會(FCC)EMI受美國聯邦通信委員會(FCC)和其他國際組織的嚴格監管監管機構的目標是限制EMI電子設備的排放量并防止損壞人體和電子設備之間的干擾,FCC的A類規定適用于工業申請和B類規定適用于住宅或消費者應用.FCC法規主要關注給石英振蕩器頻率的峰值發射,而不是平均值給定頻譜上的發射,因此電路設計人員應該關注其EMI設計工作減少頻譜內給定頻率的峰值發射,而不是整體平均值頻譜內的發射,圖1顯示了FCC B類功率(dBμV/m)與頻率(MHz)的關系圖對于峰值排放要求十米.

為了理解擴頻振蕩器的重要性,要徹底了解頻率調制是必需的.圖2顯示了調制和輸出的輸出幅度(功率)與頻率的關系圖未調制的中心擴頻時鐘振蕩器,這個圖說明了之間的意義頻率跨度和給定調制和未調制擴頻時鐘晶體振蕩器的幅度,通過在頻譜(跨度)上調制輸出頻率,輸出幅度可以減小實現,輸出幅度的減小與輻射能量或EMI的減少相關.影響擴頻時鐘振蕩器峰值EMI降低量的主要因素是輸出頻率調制寬度.

圖3顯示了非線性輸出的輸出頻率與時間的關系圖調制擴頻石英晶體,輸出頻率具有最小值(FMIN),中心(FC)和最大(FMAX)頻率,輸出頻率通過一系列頻率而不是線性掃描被保持在一個恒定的頻率,此范圍參數通常稱為輸出調制寬度,輸出頻譜或頻率擴散百分比.最小(FMIN)和最大(FMAX)輸出頻率通常表示為相對于的百分比％中心頻率,時鐘振蕩器提供多種輸出調制寬度選項,越寬越大調制頻率擴展百分比,能量所用頻率的帶寬越大分布式,因此EMI峰值降低更多.

對于這個例子,如果客戶擔心超頻并且有一個最大工作頻率要求為100MHz(FO),FMIN和FMAX的典型頻率為分別為98MHz和100MHz,向下擴散調制的缺點是平均晶體振蕩器輸出頻率將低于標稱輸出頻率,在平均輸出之間產生折衷頻率,最大超頻和最大頻率調制幅度.擴頻時鐘振蕩器可以顯著降低EMI輻射,振蕩器輸出頻率和頻率擴展百分比是決定系統EMI降低量的因素,一個可以使用下面的公式估算EMI降低,EMI降低(db)=10log{S*Fo/RBW}.