減少峰值EMI解決方案
加入技術(shù)交流群
W181系列是Cypress公司2000年推出的新器件（W181-01/02/03），該系列結(jié)合了PLL擴(kuò)展頻譜頻率合成的最新技術(shù)，通過(guò)一個(gè)低頻載波對(duì)輸出進(jìn)行頻率調(diào)制，峰值EMI就會(huì)大幅度減弱。這種技術(shù)的應(yīng)用使得系統(tǒng)能通過(guò)難度越來(lái)越大的EMI測(cè)試，而不用采用昂貴的屏蔽措施或因通不過(guò)而重新設(shè)計(jì)。
---- 在系統(tǒng)中，EMI不僅在各類(lèi)時(shí)鐘線路中發(fā)生減弱，還在所有與時(shí)鐘同步的信號(hào)中減弱。而且，使用此技術(shù)的好處也隨著系統(tǒng)中地址和數(shù)據(jù)總線數(shù)量的增加而不斷增加。
| 各引腳定義如表1所示： | ||||
| 符號(hào) | 引腳號(hào)SOIC | 引腳號(hào)TSSOP | 引腳類(lèi)型 | 功能 |
| CLKOUT | 5 | 8 | 輸出 | 輸出調(diào)制后的頻率 |
| CLKIN或X1 | 1 | 2 | 輸入 | 連接晶振或外部基準(zhǔn)頻率輸入 |
| 空腳或X2 | 2 | 3 | 輸入 | 連接晶振。若使用外部基準(zhǔn)頻率，此端必須懸空 |
| SSON# | 8 | - | 輸入 | 擴(kuò)展頻譜控制(低電平有效)。維持此低電平信號(hào)使內(nèi)部調(diào)制波形接通，進(jìn)入擴(kuò)展頻譜模式。此端有一個(gè)內(nèi)部下拉電阻 |
| FS1 FS2 | 7,8 | 12,1 | 輸入 | 頻率選擇位1和2。此兩引腳用于選擇工作頻率范圍，見(jiàn)表2。其內(nèi)部有上拉電阻 |
| SS% | 4 | 6 | 輸入 | 調(diào)制帶寬選擇，見(jiàn)表3。用于選擇頻率的變化量及減少峰值EMI的程度大小 |
| VDD | 6 | 10 | P | 接3.3V或5V電源 |
| GND | 3 | 4 | G | 接地點(diǎn) |
| NC | 5,7,9, 11,13,14 | NC | 空腳，不連接 | |
---- W181系列的主要特點(diǎn)有：在輸出端產(chǎn)生最優(yōu)的經(jīng)減弱的EMI時(shí)鐘信號(hào)；輸出頻率選擇；可向下擴(kuò)展-1.25%或-3.75%的輸入；內(nèi)部集成了環(huán)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。
| 表2頻率范圍選擇 | ||||
| 引腳 | 頻率(MHz) | |||
| FS2 | FS1 | W181-01 | W181-02 | W181-03 |
| 0 | 0 | 28≤FIN≤38 | 28≤FIN≤38 | －－ |
| 0 | 1 | 38≤FIN≤48 | 38≤FIN≤48 | －－ |
| 1 | 0 | 46≤FIN≤60 | －－ | 46≤FIN≤60 |
| 1 | 1 | 58≤FIN≤75 | －－ | 58≤FIN≤75 |
---- 關(guān)鍵技術(shù)規(guī)范有：工作電壓：VDD=3.3V±5%或VDD=5V±10%；頻率范圍：28MHz≤Fin≤75MHz；晶振基準(zhǔn)頻率范圍：28MHz≤Fin≤40MHz；周期偏差：300ps（最大）；可選擴(kuò)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(shí)間：5ns（最大）。
| 表3調(diào)制帶寬選擇 | ||||
| SS％ | 輸出 | |||
| 0 | FIN≥FOUT≥FIN-1.25% | |||
| 1 | FIN≥FOUT≥FIN-3.75% | |||
---- 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(yīng)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(huán)（PLL）技術(shù)來(lái)調(diào)制輸入時(shí)鐘，其結(jié)果是得到一個(gè)輸出時(shí)鐘，它的頻率可緩慢地掃過(guò)一個(gè)接近于輸入信號(hào)的窄帶?；倦娐方Y(jié)構(gòu)如圖2所示。
---- 輸入基準(zhǔn)信號(hào)通過(guò)分頻器除以Q后輸入到鑒相器中。來(lái)自VCO的信號(hào)被反饋分頻器除以P后也送到鑒相器中。PLL迫使VCO輸出信號(hào)的頻率發(fā)生變化直到被分頻后的輸出信號(hào)和被分頻的基準(zhǔn)信號(hào)在鑒相器的輸入端匹配。輸出頻率等于基準(zhǔn)頻率的P/Q的比例倍（注意：對(duì)于W181，輸出頻率等于輸入頻率）。擴(kuò)展頻譜頻率時(shí)鐘發(fā)生的獨(dú)特性在于一個(gè)調(diào)制波形在輸入端經(jīng)過(guò)疊加才進(jìn)入VCO中，這使得VCO的輸出能緩慢掃過(guò)預(yù)制頻帶。
---- 使用SSFTG進(jìn)行頻率選擇
---- 在擴(kuò)展頻譜時(shí)鐘發(fā)生中，EMI減弱要依靠整形、調(diào)制率和調(diào)制波形的頻率。當(dāng)整形及調(diào)制波形的頻率由已定的頻率來(lái)確定時(shí)，調(diào)制的百分比就會(huì)有所不同。使用頻率選擇位（FS1及FS2）能設(shè)置頻率范圍。擴(kuò)展率也被設(shè)到-1.25%之間。見(jiàn)表2。高擴(kuò)展率加強(qiáng)了對(duì)EMI的減弱，然而，高擴(kuò)展率卻可能會(huì)因?yàn)槌^(guò)系統(tǒng)最大額定頻率或低于平均頻率而使性能受到影響。鑒于上述原因，擴(kuò)展率多在0.5%--2.5%之間。
---- 擴(kuò)展頻譜定時(shí)信號(hào)的發(fā)生
---- 使用擴(kuò)展頻譜定時(shí)信號(hào)發(fā)生的好處如圖3所示。它表示出了一個(gè)時(shí)鐘諧波EMI的分布。將典型時(shí)鐘的EMI與Cypress擴(kuò)展頻譜頻率定時(shí)信號(hào)發(fā)生的EMI進(jìn)行比較。請(qǐng)注意典型時(shí)鐘中的尖峰信號(hào)，該尖峰信號(hào)使系統(tǒng)的準(zhǔn)峰值EMI測(cè)試衰退。經(jīng)過(guò)頻譜擴(kuò)展后，峰值能量將極大減少（至少8dB），因?yàn)槟芰客ㄟ^(guò)一個(gè)更寬的帶寬散發(fā)了。
---- 調(diào)制波形
---- 對(duì)EMI減弱的調(diào)制波形的整形是很關(guān)鍵的。調(diào)制的方案用來(lái)實(shí)現(xiàn)最大減小EMI，如圖4所示。調(diào)制周期在X軸上以周期長(zhǎng)度的百分比為單位。Y軸表示不同的頻率值，也是以總擴(kuò)展頻率的百分比為單位。
---- Cypress的頻率選擇表通過(guò)兩種方法表示了調(diào)制百分比，第一種方法是將擴(kuò)展頻帶
評(píng)論