由于大多數(shù)時(shí)鐘信號(hào)的占空比不是50%,因此具有更大的諧波分量,另外,頻譜同信號(hào)的傅立葉變換有關(guān),傅立葉變換顯示出信號(hào)在頻域的頻率成分。例如,單一頻率的正弦信號(hào)在頻域中表現(xiàn)為在該頻率上的一個(gè)垂直尖峰。
嚴(yán)重的輻射通常包含在時(shí)鐘頻率基頻到三次或者五次諧波之中,將基頻能量分布在一個(gè)擴(kuò)展的頻譜上,同樣也將諧波能量分布在一個(gè)更寬的頻率范圍上,這是由于n次諧波的帶寬是基頻帶寬的n倍。擴(kuò)展頻譜方法必須受到控制,使之相對(duì)于時(shí)鐘頻率更慢,確保時(shí)鐘頻率的改變對(duì)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是透明的。時(shí)鐘周期之間以及峰值之間的抖動(dòng)都必須滿足系統(tǒng)規(guī)范要求。
從本質(zhì)上說(shuō),擴(kuò)展頻譜是一種以調(diào)制百分比來(lái)衡量的調(diào)制方法,例如,0.5%的調(diào)制就表示一個(gè)100Hz的時(shí)鐘信號(hào)在99.5Mlz到100.5Mz之間進(jìn)行調(diào)制。由于100Mlz的基頻保持在中心頻率上,因此稱為中心0.5%(6)調(diào)制。
擴(kuò)展頻譜方法還必須保證小時(shí)鐘周期不會(huì)出現(xiàn)沖突,為避免超出系統(tǒng)的高頻率,時(shí)鐘信號(hào)通常在99.5MHz和100MHz范圍之間掃描變化,該方法稱為向下擴(kuò)展頻譜。在這種情況下,時(shí)鐘頻率的偏離用負(fù)的百分比來(lái)衡量,此處為一0.5%(6)擴(kuò)展。
擴(kuò)展頻譜主要用于系統(tǒng)時(shí)鐘,對(duì)于當(dāng)前400lz的PC,由于高頻時(shí)鐘需要采用特定的電磁輻射消減措施。在Pericom公司的產(chǎn)品中,時(shí)鐘電路具有擴(kuò)展頻譜的能力,例如臺(tái)式電腦應(yīng)用中的PI6C104,以及便攜式應(yīng)用中的PI6C103和102,可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)中EMI發(fā)射兼容的更高容限。所有Pericom臺(tái)式機(jī)和便攜式PC的時(shí)鐘都具有擴(kuò)展頻譜降低EMI的性能。PI6C104的擴(kuò)展頻譜能力僅提供CPU和PCI的時(shí)鐘調(diào)制,固定時(shí)鐘,如REF以及其它時(shí)鐘(24MHz和48MHz)都不進(jìn)行調(diào)制。
由于使用了I2C的控制方式,Pericom的PC時(shí)鐘提供幾種類型的調(diào)制方式。例如PI6C104可以實(shí)現(xiàn)6值為0.5%、0.9%、1%、一1%、-0.5%和0.25%的調(diào)制,以及不采用調(diào)制(關(guān)閉擴(kuò)展頻譜),調(diào)制頻率設(shè)置為60kHz。在調(diào)制頻率為30kHz和60kHz時(shí),擴(kuò)展頻譜調(diào)制引入的時(shí)鐘信號(hào)抖動(dòng)很小。
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1、采用擴(kuò)展頻譜方法減少EMI同題(下)
2、采用擴(kuò)展頻譜方法減少EMI同題(上)