扩频调制技术在改善产品EMC性能中的应用原理解析

扩频调制手艺,本身是在通信范畴用来处置数字周期信号的一种手艺。近年来,人们将这种手艺使用在范畴,使它成为了一种处置EMC问题的新方式,扩频调制手艺也被称为频次发抖手艺。本文先申明扩频调制手艺改善产物EMC机能的道理,然后通过现实的整改案例,申明它在现实中的使用,同时引见一种简单的具有扩频功能的IC。文章最初对扩频调制手艺的特点和使用做一个小结。

扩频调制手艺可以或许无效的降低EMI骚扰程度。下面用一个40MHz的时钟信号举例申明其道理。

该时钟信号未经调制时,在时域上的波形为图1(a),在频域上的波形表示为(基波加谐波)图1(b):

该时钟信号颠末扩频调制后,时域上和频域(基波加谐波)上的波形别离变为(图2(a)和(b)):

从这几张曲线来看,时钟信号颠末扩频之后,时域上的波形变为了宽窄不等的方波,频次也不再是单一的数值,而是一个范畴(例中调制后的频次范畴变为39M~41MHz);在频域上,频谱也不再是孤立的峰,而是变为接近梯形的一个外形。

一个时钟信号颠末扩频调制后的波形凡是如图3所示。因为扩频调制后的时钟信号频次变得不再独一,上升和下降沿的发生时间也在一个短的时间范畴内变得随机。这个特定的时间范畴是可控的。扩频调制手艺就是通过将集中在统一频次带的频谱分离到更多的频带,以降低本来固定频次时的骚扰电平。

扩频调制的成果就是使得信号的频谱带宽变宽,使被测设备的骚扰在较宽的频谱上均分,通过这种路子来使其通过EMC测试。领受机的分辩率带宽一般连结不变,当骚扰的谱线变宽后,这时一部门能量就落在了分辩率带宽以外,从而丈量值也响应变小。采用扩频调制,凡是能够使被测设备的骚扰程度显著降低6~20dB之多。可是需要留意的是,它并不改变整个频次范畴的骚扰能量。

某企业出产的具有TV领受功能的便携式DVD产物,需要通过CE认证,在进行辐射骚扰场强测试时骚扰超标。测试曲线 带TV功能的便携式DVD辐射测试初测曲线

从图中能够看出,该产物超标严峻。因为被测样机是便携式产物,内部空间极小,且样机采用塑料外壳,换上喷涂了导电漆的外壳后,辐射测试仍然不及格。可是从辐射测试曲线上看,超标频点多为样机内部时钟频次的谐波,企业于是决定采用扩频调制手艺。

企业采用了某芯片厂家出产的型号为PCS3P7303AG的扩频IC,既能够输入来历于

的时钟信号,也能够输入一个外部参考时钟信号;频次输入和输出范畴都是10MHz~80MHz;具有频次选择功能;供给可选的扩频调制工作模式,由外接

进行节制。因为PCS3P7303AG具有以上特点,它出格合用于对晶振时钟的扩频处置。PCS3P7303AG的引脚定义如下(表1):表1 PCS3P7303AG的引脚定义

企业在该电路加领会码板27MHz晶振的输出端,以实现对晶振时钟的扩频调制。别的,因为企业用的是MTK公司的解码方案,该方案本身带有扩频功能,能够对主芯片和S

重测的成果虽然仿照照旧不及格,可是和之前的测试曲线比拟,曾经发生了较着的改善。在对例如162MHz等这些晶振的谐波频次进行单点丈量时,也能够较着的看到扩频后频谱发生的变化。在这个测试成果的根本上,企业又加上了滤波手艺,最终使样机成功通过测试。滤波不是本文重点,相关的整改办法就不列出。

公用的具有扩频调制功能的IC此刻次要用来处置晶振这种时钟源,而对于主芯片发出的时钟,因为插手扩频时会发生时序问题,目前还用的不多。本文中的PCS3P7303AG型扩频IC,次要用在便携式DVD、数码相框、电子阅读器和手机等数码设备上。对于液晶电视机和

器这一类产物,因为次要的方案商(M-STAR和MTK等)都在各自的芯片中插手了扩频调制功能,若是现实测试中需要进行扩频处置,只需在软件中输入口令打开这一功能即可。对时钟进行扩频调制后,有可能会影响到产物的一些机能目标,但只需扩频IC外围电路的参数选择合适,仍是能够将其对产物的影响节制在最小范畴。

扩频调制手艺操纵了丈量领受机在工作体例上的“缝隙”,可是目前全球范畴内都接管了这种方式。扩频调制手艺在对干扰的处置结果上与滤波手艺有点雷同,可是道理上与滤波手艺又有很大的不同,两者的对好比下:扩频调制手艺的结果仅仅是使被测设备容易通过EMC测试,在整个频次范畴内,骚扰能量并没有发生改变。滤波手艺是将不需要的能量滤掉,以此来降低干扰的幅度。

扩频调制手艺未改变脉冲的上升/下降沿,而滤波手艺凡是是延缓了脉冲的上升沿,从而降低高次谐波分量。

滤波手艺凡是利用的是低通滤波,也就是仅滤掉较高次的谐波,而扩频调制手艺对低频以至对基波都有降低骚扰幅度的感化。

本文会商了扩频调制手艺在EMC整改中的使用。作为一个新的手艺,扩频调制目前曾经在EMC中有了良多的使用场所,除了文中引见的处置晶振时钟的扩频IC,此刻曾经有针对频次进行扩频处置的扩频IC,和针对某一具体产物而开辟的扩频调制模块,例如针对D类功放内部工作频次的扩频调制器等等。能够说,在时钟频次越来越高的今天,扩频调制手艺的使用,给处理EMC问题供给了一条簇新的思绪。

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