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PETERMANN的DLPO433-3225-E-10-M-625.000MHz-T-1如何改善EMC–EMI

來源：http://www.py519.com 作者：億金電子 2024年03月12

PETERMANN的DLPO433-3225-E-10-M-625.000MHz-T-1如何改善EMC–EMI

每位產品設計師每天都必須處理電磁兼容性（EMC）或電磁干擾（EMI）問題，尤其是在使用石英振蕩器等頻率確定元件時。安裝在石英晶體振蕩器中的ic產生陡峭、邊緣銳利的側翼，并產生強烈的諧波泛音。擴頻振蕩器是解決這一問題的一種方法，但在許多應用中無法使用。例如，中心展寬為0.5%時，輸出頻率在f范圍內調制在外0.5%。給定33.333或66.666MHz的頻率，0.5%的頻率調制將意味著33.333MHz，166.665kHz或66.666MHz 333.330kHz的頻率調制范圍–對于精確時鐘來說太大了。這些應用通常只允許50ppm，或者說低100倍。50ppm的頻率穩定性相當于33.333MHz時1.66665kHz的容差，或66.666MHz時3.3333kHz石英晶振的容差。在這種情況下，開發商迄今為止不得不采取非常昂貴的措施來降低EMC–EMI。這已經沒有必要了。Landsberg am Lech的Petermann-Technik基于創新的IC技術（下一代時鐘技術）提供高度多樣化的SMD硅時鐘振蕩器，具有軟電平輸出信號。軟電平技術是一種可編程輸出信號，通過延長上升時間（trise）和下降時間（tfall).軟電平技術允許根據各自的客戶要求精確調整輸出信號。

軟級別功能的作用

圖1顯示了LVCMOS輸出信號的周期上升和下降20%到80%之間。圖2顯示了+3.3V電源電壓下正常LVCMOS有源晶振方波信號（紅線）與軟電平LVCMOS輸出信號（藍線）的側翼輪廓直流電。該圖清楚地顯示了SoftLevel函數如何使方波的邊緣變圓（產生類似鯊魚鰭的形狀），從而顯著降低諧波泛音。圖3顯示了EMC–EMI衰減（奇次諧波泛音）與輸出信號周期t的關系。上升和下降與時鐘信號的周期t成比例。

上升和下降可在t的0.05至0.45（5%至45 %）范圍內延長。如果上升和下降與基礎信號相比延長了5 %，則信號形狀非常接近原始方波信號。當延長幅度高達45 %時，輸出信號的形狀越來越像鯊魚鰭，EMC–EMI衰減在11次諧波泛音時大于60 dB。對于t的這種簡單調整來說是一個巨大的價值上升和下降.

Figure 1: Period t of an LVCMOS output signal with trise and tfall between 20 % and 80 %.

圖1:上升和下降在20%和80%之間時LVCMOS輸出信號的周期t

軟級別功能給開發人員帶來了什么成本？沒什么，因為軟電平功能是LPO、LPOP、HTLPO、WTLPO、UPO、HTLPO-AUT和WTLPO-AUT系列的SMD硅時鐘振蕩器的標準功能。（AUT = AEC-Q100中定義的汽車）。此外，這些振蕩器系列還提供尺寸為7mmx5mm、5mmx3.2mm、3.2mmx2.5mm、2.5mmx2.0mm和2.0mmx1.6mm貼片晶振的標準外殼，因此可以放在現有的PCB布局上作為石英振蕩器的直接替代品。為了使彼得曼技術公司的內部工程部門能夠為客戶提供最佳建議，并根據具體的應用需求對產品進行編程，開發人員必須準確地說明產品的具體需求上升和下降他在申請中可以接受的次數。正是這種編程——t的延長上升和下降–實現諧波泛音衰減。在……里SMD硅時鐘振蕩器電路設計方面，Petermann-Technik的專家建議在電源電壓和接地引腳之間使用0.1 μF去耦電容。這大大降低了電源電壓的影響。

Figure 2: Flank contour of a normal LVCMOS square-wave signal (red line) compared to a SoftLevel LVCMOS output signal (blue line) with rounded edges.

圖2:正常LVCMOS方波信號（紅線）與具有圓形邊緣的軟電平LVCMOS輸出信號（藍線）的側翼輪廓。

SMD硅時鐘振蕩器的其他優勢

上述系列的SMD硅時鐘振蕩器也可用于2.25V至3.63V的電源電壓范圍直流電。石英晶體振蕩器可以由該V范圍內的任何電源電壓驅動直接傷害范圍（例如2.5V直流電10 %，2.8伏直流電10 %，3.0V直流電10 %或3.3V直流電10 %).因此，產品開發人員只需針對四種經典電源電壓驗證一個振蕩器。這一標準特性為開發人員節省了大量組件認證費用，也為供應鏈經理節省了大量采購、管理和存儲組件的費用。大量購買的組件價格較低。當然，軟電平功能也可以在V直接傷害2.25至3.63V的范圍直流電作為標準功能。作為另一個標準特性，SMD硅時鐘振蕩器具有非常嚴格的頻率容差例如20ppm 40/85攝氏度、30ppm 40/105攝氏度和50ppm 40/125攝氏度。自然，AEC-Q100兼容振蕩器（HTLPO-AUT和WTLPO-AUT）還具有上述所有功能。

Figure 3: EMC reduction in relation to the longer period.

圖3:EMC–長期電磁干擾降低

軟電平功能改善了EMC–EMI特性

SMD硅時鐘振蕩器的EMC–EMI特性可以通過簡單調整t得到顯著改善上升和下降使用軟電平功能，無需成本即可獲得輸出信號，這意味著開發人員不再需要采取昂貴的措施來改善其應用的EMC–EMI性能。SMD硅時鐘振蕩器可以直接放置在現有的PCB布局上。此外，給定V直接傷害2.25至3.63V有源晶振的范圍直流電和非常嚴格的標準頻率容差，可以為元件認證、采購、管理和存儲節省大量資金。

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