分享一個便捷有效的時鐘噪聲問題的處理方法

一前言

隨著信息技術和半導體技術的快速發展，人們對電子產品使用功能需求增多，對此電子產品的通訊數據量日益增大且通訊速度逐步提升，在模塊集成度高和傳輸速率提高的背景下，電子產品EMC整改過程中的時鐘噪聲問題變得越來越加突出。

二展頻技術處理時鐘問題

正常情況下在遇到時鐘問題時，我們會考慮在時鐘線上串電阻、磁珠、電容濾波等方式來降低時鐘噪聲的輻射強度，但這些措施往往會帶來時鐘信號的損失，所以在選取參數時會受到很多的限制，稍加不注意就會導致數據的通訊異常，機器無法正常工作。

另外需指出的是上面所說的時鐘噪聲處理措施，由于器件材質特性的因素，在高頻段的噪聲抑制效果往往不大，所以在面對車載產品這類產品需要涉及到高頻輻射測試的時候，這些措施就會顯得格外的無力。

所以今天給大家分享一個便捷有效的時鐘噪聲問題的處理方法，那就是展頻技術，什么是展頻技術呢？

展頻技術就是通過對尖峰時鐘進行調制處理，使其從一個窄帶時鐘信號變為一個具有邊帶的頻譜，將時鐘的尖峰能量分散到展頻區域的多個頻率段，從而達到降低尖峰能量，抑制EMI的效果。

展頻原理示意圖（1）

簡單的來說就是把時鐘的能量分散，從而來降低時鐘輻射的強度。

三整改案例

接下來分享一個利用展頻技術處理時鐘輻射超標問題的實際整改案例，如下圖測試數據為一款車載360環視產品的輻射RE測試的前期摸底數據：

200MHz-1000MHz測試數據圖（2）

高頻GPS頻段測試數據圖（3）

通過分析得知超標時鐘為輸出給屏幕的LVDS差分時鐘超標，超標的時鐘噪聲覆蓋的頻率段廣，連GPS高頻段都涉及到，且超標時鐘的強度高，超出了測試限值最高的有快20個db值。產品部分框圖如下圖：

LVDS差分時鐘走向圖（4）

可以看出LVDS差分時鐘線上已經是有串阻，且屏幕排線和主控都是有屏蔽的情況下時鐘輻射還是超標了。在這種情況下給機器加上了我司的專利產品展頻IC器件的測試demo，將主控的時鐘進行展頻處理，再輸入給主控IC，如下圖：

加了展頻IC的產品圖（5）

接下來的產品測試數據如下圖：

展頻后200MHz-1000MHz測試數據圖（6）

展頻后高頻GPS頻段測試數據圖（7）
可以看出加完展頻IC后的產品RE測試已經可以通過，且時鐘的下降幅值達10幾個db，由于展頻IC的特性在高頻段減低時鐘噪聲的幅度依舊顯示，且越高頻效果越顯著。

四總結

在通訊速度不斷提高的當下，時鐘噪聲的輻射問題只會變得越來越加顯著且難以處理，所以在處理方法受限，或者想減去一些繁瑣的外圍處理，讓方案更加可量產的話，那展頻技術和展頻器件的添加不妨為一個方便且高效的時鐘噪聲輻射處理方法。

審核編輯：劉清