由于大多数时钟信号的占空比不是50%,因此具有更大的谐波分量,另外,频谱同信号的傅立叶变换有关,傅立叶变换显示出信号在频域的频率成分。例如,单一频率的正弦信号在频域中表现为在该频率上的一个垂直尖峰。
严重的辐射通常包含在时钟频率基频到三次或者五次谐波之中,将基频能量分布在一个扩展的频谱上,同样也将谐波能量分布在一个更宽的频率范围上,这是由于n次谐波的带宽是基频带宽的n倍。扩展频谱方法必须受到控制,使之相对于时钟频率更慢,确保时钟频率的改变对系统来说是透明的。时钟周期之间以及峰值之间的抖动都必须满足系统规范要求。
从本质上说,扩展频谱是一种以调制百分比来衡量的调制方法,例如,0.5%的调制就表示一个100Hz的时钟信号在99.5Mlz到100.5Mz之间进行调制。由于100Mlz的基频保持在中心频率上,因此称为中心0.5%(6)调制。
扩展频谱方法还必须保证小时钟周期不会出现冲突,为避免超出系统的高频率,时钟信号通常在99.5MHz和100MHz范围之间扫描变化,该方法称为向下扩展频谱。在这种情况下,时钟频率的偏离用负的百分比来衡量,此处为一0.5%(6)扩展。
扩展频谱主要用于系统时钟,对于当前400lz的PC,由于高频时钟需要采用特定的电磁辐射消减措施。在Pericom公司的产品中,时钟电路具有扩展频谱的能力,例如台式电脑应用中的PI6C104,以及便携式应用中的PI6C103和102,可以实现整个系统中EMI发射兼容的更高容限。所有Pericom台式机和便携式PC的时钟都具有扩展频谱降低EMI的性能。PI6C104的扩展频谱能力仅提供CPU和PCI的时钟调制,固定时钟,如REF以及其它时钟(24MHz和48MHz)都不进行调制。
由于使用了I2C的控制方式,Pericom的PC时钟提供几种类型的调制方式。例如PI6C104可以实现6值为0.5%、0.9%、1%、一1%、-0.5%和0.25%的调制,以及不采用调制(关闭扩展频谱),调制频率设置为60kHz。在调制频率为30kHz和60kHz时,扩展频谱调制引入的时钟信号抖动很小。
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1、采用扩展频谱方法减少EMI同题(下)
2、采用扩展频谱方法减少EMI同题(上)