扩频Oscillator辐射能量对EMI高速系统造成一定干扰

电磁干扰(EMI)被定义为电磁时发出的自然现象一个设备的场通过辐射来破坏,阻碍或降低另一个设备的电磁场导电路径,EMI可能会导致两个或多个电子设备相互干扰并影响它们性能和操作,大限度地减少电子元器件石英晶体振荡器电路和系统之间的有害干扰.这个干扰包括辐射和传导射频(RF)发射,干扰要求是需要满足,以满足法律规定的国内和国际监管要求和政府法规.

EMI是来自频率源的辐射能量的测量值,通常以dBmV/m(分贝(volibelvolts)为单位测量在给定频率下每米),对于更高的辐射能量,该参数更大,就这样从振荡器频率源发出的能量越多,产生的电场和EMI就越大.定义时用于EMI测量的频谱,人们想要区分峰值电磁排放和平均电磁辐射,平均发射定义为平均dBmV/m在给定频谱上的水平,峰值发射定义为任何频率下的最大dBmV/m电平在给定的频谱上.

联邦通信委员会(FCC)EMI受美国联邦通信委员会(FCC)和其他国际组织的严格监管监管机构的目标是限制EMI电子设备的排放量并防止损坏人体和电子设备之间的干扰,FCC的A类规定适用于工业申请和B类规定适用于住宅或消费者应用.FCC法规主要关注给石英振荡器频率的峰值发射,而不是平均值给定频谱上的发射,因此电路设计人员应该关注其EMI设计工作减少频谱内给定频率的峰值发射,而不是整体平均值频谱内的发射,图1显示了FCC B类功率(dBμV/m)与频率(MHz)的关系图对于峰值排放要求十米.

为了理解扩频振荡器的重要性,要彻底了解频率调制是必需的.图2显示了调制和输出的输出幅度(功率)与频率的关系图未调制的中心扩频时钟振荡器,这个图说明了之间的意义频率跨度和给定调制和未调制扩频时钟晶体振荡器的幅度,通过在频谱(跨度)上调制输出频率,输出幅度可以减小实现,输出幅度的减小与辐射能量或EMI的减少相关.影响扩频时钟振荡器峰值EMI降低量的主要因素是输出频率调制宽度.

图3显示了非线性输出的输出频率与时间的关系图调制扩频石英晶体,输出频率具有最小值(FMIN),中心(FC)和最大(FMAX)频率,输出频率通过一系列频率而不是线性扫描被保持在一个恒定的频率,此范围参数通常称为输出调制宽度,输出频谱或频率扩散百分比.最小(FMIN)和最大(FMAX)输出频率通常表示为相对于的百分比％中心频率,时钟振荡器提供多种输出调制宽度选项,越宽越大调制频率扩展百分比,能量所用频率的带宽越大分布式,因此EMI峰值降低更多.

对于这个例子,如果客户担心超频并且有一个最大工作频率要求为100MHz(FO),FMIN和FMAX的典型频率为分别为98MHz和100MHz,向下扩散调制的缺点是平均晶体振荡器输出频率将低于标称输出频率,在平均输出之间产生折衷频率,最大超频和最大频率调制幅度.扩频时钟振荡器可以显着降低EMI辐射,振荡器输出频率和频率扩展百分比是决定系统EMI降低量的因素,一个可以使用下面的公式估算EMI降低,EMI降低(db)=10log{S*Fo/RBW}.