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时钟信号,它能够同步系统操作,然而却有可能成为导致辐射超标的那个“元凶”。并且,那个处于测量仪器上的电压读数,在其背后,隐藏着电磁干扰的真实场强 。
时钟信号的辐射特性
周期信号的时钟信号,有着强烈离散频谱,在数字电路里,像计算机主板或者通信设备当中,时钟频率常常处于几十MHz至几GHz之间,此信号于时域重复出现,致使频域能量集中在基频以及倍频之处。
系统设计若存在不当情状时,时钟型号会借由 pcb 走线或者电缆向外辐射。举例表明,在 2023 那年某款智能手机进行测试期间熊猫直播,时钟谐波于 1GHz 这个位置超出标准范围,使得产品上市时间出现延迟。工程师需要在布局这个阶段对布线予以优化,以此来降低辐射所存在的风险。
干扰测量与场强计算
存在干扰测量仪器,像是频谱分析仪,其直接读取的乃是天线端口所具备的电压值。此电压要加上天线的天线系数,方可转换为场强,而场强的单位却是V/m。其中天线系数会随着频率产生变化,通常处于20dB到40dB之间。
参与实际测试期间,就像汽车电子EMC检测那般,运用双锥天线于3米距离展开测量。要是仪器所显示的电压为60dBμV,天线系数是25dB,那么场强即为85dBμV/m。这对判定是否契合CISPR 25标准限值有所助益。
非周期信号的频谱特点

具有非周期性的信号,像是随机噪声或者瞬态脉冲这样的,其频谱呈现出宽广且连续的状态。举例来说,静电放电事件那儿产生的瞬态信号,它涵盖了从低频一直到GHz的那些成分。此类信号不存在明显的周期,该信号的能量分散于多个频段之中。
于工业环境里,电机启动之际的电流冲击是属于非周期信号的那种,其频谱包含着从几十kHz一直到几百MHz,这有可能对附近无线电设备造成干扰,在进行设计的时候要添加滤波器,目的是抑制宽带辐射。
高频噪声的抑制方法
信号快速边沿是高频噪声的主要来源,比如说数字芯片的上升时间处于纳秒级别。降低边沿陡峭度能够减少高频谐波,像把上升时间从1ns提升到2ns,谐波幅度或许会下降6dB。
在PCB设计这个范畴里,采用串联电阻或者缓冲器这样的方式能够使边沿得到软化。有一款路由器产品,在其时钟线上增添了22欧姆的电阻之后,在500MHz这个频段处,辐射降低了10dB。这种办法成本较为低廉,并且易于开展实施。
谐波能量分布规律

谐波的能量,会随着频率的升高而趋向于衰减,在中频段的时候,相较于低频段而言下降更为迅速,比如,倘若存在一个处于100MHz的时钟信号,那么其二次谐波也就是200MHz的能量,有可能会比基波的能量低出20dB,而待到四次谐波也就是400MHz时,又在此基础上下降10dB 。
这种特性致使低频谐波更易于出现超标情况熊猫体育官方网站, 在电源设计的情况下,开关频率的基波通常需要着重进行处理。 借助频谱分析的方式,工程师能够较优先地对于高能量频段采取相应的措施。
实际应用中的设计策略
于实际系统里头,将周期以及非周期信号特性予以结合,进而采取综合设计,比如说,在物联网设备当中,运用展频技术去分散时钟能量,与此同时添加屏蔽罩用以覆盖敏感电路 。
在2022年的某个智能手表实例当中,借助对时钟驱动强度以及布局予以调整,辐射发射减少了50%。测试涵盖预扫描以及正式评估这样的环节,以此来保证符合FCC Part 15规范。不断进行迭代设计是其中的关键所在。
最让您在设计里碰到的极为棘手的辐射方面的问题究竟是什么呢?期望您分享一下您的经验,为本文点个赞给予支持从而获取更多的干货内容哦!
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