關(guān)于EMI的簡單介紹,如何降低EMI

隨著技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字信號的時鐘頻率越來越高，電路系統(tǒng)對于信號的建立、保持時間、時鐘抖動等要素提出越來越高的要求。EMI，即電磁干擾，是指電路系統(tǒng)通過傳導(dǎo)或者輻射的方式，對于周邊電路系統(tǒng)產(chǎn)生的影響。EMI會引起電路性能的降低，嚴(yán)重的話，可能導(dǎo)致整個系統(tǒng)失效。在實(shí)際操作中，相關(guān)機(jī)構(gòu)頒布電磁兼容的規(guī)范，確保上市的電子產(chǎn)品滿足規(guī)范要求。

時鐘信號常常是電路系統(tǒng)中頻率最高和邊沿最陡的信號，多數(shù)EMI問題的產(chǎn)生和時鐘信號有關(guān)。

降低EMI的方法有許多種，包括屏蔽、濾波、隔離、鐵氧體磁環(huán)、信號邊沿控制以及在PCB中增加電源和GND層等等。在應(yīng)用中可以靈活使用以上方法，其中屏蔽是相對簡單的機(jī)械學(xué)方法，成本較高，不適用于手持和便攜式設(shè)備；濾波和信號邊沿控制對于低頻信號有效，不適合當(dāng)前廣泛應(yīng)用的高速信號。另外，使用EMI/RFI濾波器這些被動元器件，會增加成本；通過LAYOUT技巧降低EMI顯然比較費(fèi)時，而且因設(shè)計的不同，手段也不盡相同。

展頻時鐘（Spread Spectrum Clocking）是另一種有效降低EMI的方法，本文將簡要描述展頻時鐘發(fā)生器（Spread Spectrum Clock Generator, SSCG）是如何降低EMI的。

概述

時鐘展頻通過頻率調(diào)制的手段將集中在窄頻帶范圍內(nèi)的能量分散到設(shè)定的寬頻帶范圍，通過降低時鐘在基頻和奇次諧波頻率的幅度（能量），達(dá)到降低系統(tǒng)電磁輻射峰值的目的。

一般數(shù)字時鐘有很高的Q值，即所有能量都集中在很窄的頻率范圍內(nèi)，表現(xiàn)為相對較高的能量峰值。在頻譜圖上容易看到在中間頻率上有很高的峰值，在奇次諧波位置有較低的峰值；SSCG通過增加時鐘帶寬的方法降低峰值能量，減小時鐘的Q值。圖1示意SSCG的工作原理。

時鐘展頻通過特定方式調(diào)制原始時鐘信號。Linear和Hershey Kiss（不是好時之吻巧克力哦）是常用的調(diào)制方式。

應(yīng)用特點(diǎn)

SSCG是一種Active且低成本的解決EMI問題的方案，可以在保證時鐘信號完整性的基礎(chǔ)上應(yīng)對更廣頻率范圍內(nèi)EMI問題。相比傳統(tǒng)上使用Ferrite Beads和RF Chokes抑制EMI，SSCG通過時鐘內(nèi)部集成電路調(diào)制頻率的手段來達(dá)到抑制EMI峰值的目的。SSCG不僅調(diào)制時鐘源，其它的同步于時鐘源的數(shù)據(jù)、地址和控制信號，在時鐘展頻的同時也一并得以調(diào)制，整體的EMI峰值都會因此減小，所以說，時鐘展頻是系統(tǒng)級的解決方案。這是SSCG相比其它抑制EMI措施的最大優(yōu)勢。

SSCG功能可以由用戶選擇不同配置，ON或者OFF，以及不同的調(diào)制范圍等。

被動的EMI抑制器件通常也會集成ESD保護(hù)功能，是不耗電的。SSCG由于使用到展頻等集成電路功能，會消耗能量。