減少峰值EMI解決方案
發布時間:2010-11-08
中心議題:
在係統中,EMI不(bu)僅(jin)在(zai)各(ge)類(lei)時(shi)鍾(zhong)線(xian)路(lu)中(zhong)發(fa)生(sheng)減(jian)弱(ruo),還(hai)在(zai)所(suo)有(you)與(yu)時(shi)鍾(zhong)同(tong)步(bu)的(de)信(xin)號(hao)中(zhong)減(jian)弱(ruo)。而(er)且(qie),使(shi)用(yong)此(ci)技(ji)術(shu)的(de)好(hao)處(chu)也(ye)隨(sui)著(zhe)係(xi)統(tong)中(zhong)地(di)址(zhi)和(he)數(shu)據(ju)總(zong)線(xian)數(shu)量(liang)的(de)增(zeng)加(jia)而(er)不(bu)斷(duan)增(zeng)加(jia)。
W181係列的主要特點有:在輸出端產生最優的經減弱的EMI時鍾信號;輸出頻率選擇;可向下擴展-1.25%或-3.75%的輸入;內部集成了環路濾波器元件;3.3V或5V工作電壓;8引腳SOIC或14引腳TSSOP封裝。
關鍵技術規範有:工作電壓:VDD=3.3V±5%或VDD=5V±10%;頻率範圍:28MHz≤Fin≤75MHz;晶振基準頻率範圍:28MHz≤Fin≤40MHz;周期偏差:300ps(最大);可選擴展比率:-1.25%或-3.75%;輸出占空比:40/60%(最壞情況);輸出上升及下降時間:5ns(最大)。
管腳排列與管腳功能
W181-01/02/03有8引腳SOIC封裝及14引腳TSSOP封裝,及其典型應用電路框圖和三種封裝管腳排列如圖1所示。
功能描述
W181采用了頻率鎖相環(PLL)技術來調製輸入時鍾,其結果是得到一個輸出時鍾,它的頻率可緩慢地掃過一個接近於輸入信號的窄帶。基本電路結構如圖2所示。
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輸入基準信號通過分頻器除以Q後輸入到鑒相器中。來自VCO的信號被反饋分頻器除以P後也送到鑒相器中。PLL迫使VCO輸出信號的頻率發生變化直到被分頻後的輸出信號和被分頻的基準信號在鑒相器的輸入端匹配。輸出頻率等於基準頻率的P/Q的比例倍(注意:對於W181,輸出頻率等於輸入頻率)。擴展頻譜頻率時鍾發生的獨特性在於一個調製波形在輸入端經過疊加才進入VCO中,這使得VCO的輸出能緩慢掃過預製頻帶。
使用SSFTG進行頻率選擇
在擴展頻譜時鍾發生中,EMI減弱要依靠整形、調製率和調製波形的頻率。當整形及調製波形的頻率由已定的頻率來確定時,調製的百分比就會有所不同。使用頻率選擇位(FS1及FS2)能設置頻率範圍。擴展率也被設到-1.25%之間。見表2。高擴展率加強了對EMI的減弱,然而,高擴展率卻可能會因為超過係統最大額定頻率或低於平均頻率而使性能受到影響。鑒於上述原因,擴展率多在0.5%--2.5%之間。
擴展頻譜定時信號的發生
使用擴展頻譜定時信號發生的好處如圖3所示。它表示出了一個時鍾諧波EMI的分布。將典型時鍾的EMI與Cypress擴展頻譜頻率定時信號發生的EMI進行比較。請注意典型時鍾中的尖峰信號,該尖峰信號使係統的準峰值EMI測試衰退。經過頻譜擴展後,峰值能量將極大減少(至少8dB),因為能量通過一個更寬的帶寬散發了。
調製波形
對EMI減弱的調製波形的整形是很關鍵的。調製的方案用來實現最大減小EMI,如圖4所示。調製周期在X軸上以周期長度的百分比為單位。Y軸表示不同的頻率值,也是以總擴展頻率的百分比為單位。
----Cypress的(de)頻(pin)率(lv)選(xuan)擇(ze)表(biao)通(tong)過(guo)兩(liang)種(zhong)方(fang)法(fa)表(biao)示(shi)了(le)調(tiao)製(zhi)百(bai)分(fen)比(bi),第(di)一(yi)種(zhong)方(fang)法(fa)是(shi)將(jiang)擴(kuo)展(zhan)頻(pin)帶(dai)表(biao)示(shi)成(cheng)程(cheng)序(xu)控(kong)製(zhi)平(ping)均(jun)輸(shu)出(chu)頻(pin)率(lv)的(de)百(bai)分(fen)比(bi),關(guan)於(yu)程(cheng)序(xu)控(kong)製(zhi)平(ping)均(jun)頻(pin)率(lv)是(shi)對(dui)稱(cheng)。這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)通(tong)常(chang)見(jian)於(yu)在(zai)頻(pin)率(lv)擴(kuo)展(zhan)選(xuan)擇(ze)表(biao)中(zhong)使(shi)用(yong)的(de)公(gong)式(shi)fcenter±XMOD%。第二種方法是指定最大的工作頻率和擴展頻帶作為其百分比。輸出信號從頻帶的低端掃向最大頻率。此方法的表達式為fmax-XMOD%。不論此表達式用在什麼時候,都應確保最大頻率不會超限。在時鍾以最大時鍾速度來驅動器件的應用中,這一點是很重要的。
應用指南
為了在係統應用中發揮最佳性能,應該用如圖5所示的電源去耦方案。
VDO去耦對於減少相位抖動和EMI幅射都是很重要的,0.1μF去耦電容的放置應盡可能地接近VDD,否則布線的寄生電感會消去它的去耦能力。圖5中的10μF去耦電容應是鉭電容。為了更好地實現EMI保護,VDD的接入應穿過一個
- 減少時鍾、數據總線峰值EMI解決方案
- 使用SSFTG進行頻率選擇
- 與擴展頻譜定時信號對比分辨
- 對減弱的波形進行調製
在係統中,EMI不(bu)僅(jin)在(zai)各(ge)類(lei)時(shi)鍾(zhong)線(xian)路(lu)中(zhong)發(fa)生(sheng)減(jian)弱(ruo),還(hai)在(zai)所(suo)有(you)與(yu)時(shi)鍾(zhong)同(tong)步(bu)的(de)信(xin)號(hao)中(zhong)減(jian)弱(ruo)。而(er)且(qie),使(shi)用(yong)此(ci)技(ji)術(shu)的(de)好(hao)處(chu)也(ye)隨(sui)著(zhe)係(xi)統(tong)中(zhong)地(di)址(zhi)和(he)數(shu)據(ju)總(zong)線(xian)數(shu)量(liang)的(de)增(zeng)加(jia)而(er)不(bu)斷(duan)增(zeng)加(jia)。



管腳排列與管腳功能
W181-01/02/03有8引腳SOIC封裝及14引腳TSSOP封裝,及其典型應用電路框圖和三種封裝管腳排列如圖1所示。

功能描述
W181采用了頻率鎖相環(PLL)技術來調製輸入時鍾,其結果是得到一個輸出時鍾,它的頻率可緩慢地掃過一個接近於輸入信號的窄帶。基本電路結構如圖2所示。
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使用SSFTG進行頻率選擇
在擴展頻譜時鍾發生中,EMI減弱要依靠整形、調製率和調製波形的頻率。當整形及調製波形的頻率由已定的頻率來確定時,調製的百分比就會有所不同。使用頻率選擇位(FS1及FS2)能設置頻率範圍。擴展率也被設到-1.25%之間。見表2。高擴展率加強了對EMI的減弱,然而,高擴展率卻可能會因為超過係統最大額定頻率或低於平均頻率而使性能受到影響。鑒於上述原因,擴展率多在0.5%--2.5%之間。
擴展頻譜定時信號的發生
使用擴展頻譜定時信號發生的好處如圖3所示。它表示出了一個時鍾諧波EMI的分布。將典型時鍾的EMI與Cypress擴展頻譜頻率定時信號發生的EMI進行比較。請注意典型時鍾中的尖峰信號,該尖峰信號使係統的準峰值EMI測試衰退。經過頻譜擴展後,峰值能量將極大減少(至少8dB),因為能量通過一個更寬的帶寬散發了。

調製波形
對EMI減弱的調製波形的整形是很關鍵的。調製的方案用來實現最大減小EMI,如圖4所示。調製周期在X軸上以周期長度的百分比為單位。Y軸表示不同的頻率值,也是以總擴展頻率的百分比為單位。

應用指南
為了在係統應用中發揮最佳性能,應該用如圖5所示的電源去耦方案。

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