減少峰值EMI解決方案

W181系列是Cypress公司2000年推出的新器件（W181-01/02/03），該系列結合了PLL擴展頻譜頻率合成的最新技術(shù)，通過(guò)一個(gè)低頻載波對輸出進(jìn)行頻率調制，峰值EMI就會(huì )大幅度減弱。這種技術(shù)的應用使得系統能通過(guò)難度越來(lái)越大的EMI測試，而不用采用昂貴的屏蔽措施或因通不過(guò)而重新設計。

---- 在系統中，EMI不僅在各類(lèi)時(shí)鐘線(xiàn)路中發(fā)生減弱，還在所有與時(shí)鐘同步的信號中減弱。而且，使用此技術(shù)的好處也隨著(zhù)系統中地址和數據總線(xiàn)數量的增加而不斷增加。

---- W181系列的主要特點(diǎn)有：在輸出端產(chǎn)生最優(yōu)的經(jīng)減弱的EMI時(shí)鐘信號；輸出頻率選擇；可向下擴展-1.25%或-3.75%的輸入；內部集成了環(huán)路濾波器元件；3.3V或5V工作電壓；8引腳SOIC或14引腳TSSOP封裝。

---- 關(guān)鍵技術(shù)規范有：工作電壓：VDD=3.3V±5%或VDD=5V±10%；頻率范圍：28MHz≤Fin≤75MHz；晶振基準頻率范圍：28MHz≤Fin≤40MHz；周期偏差：300ps（最大）；可選擴展比率：-1.25%或-3.75%；輸出占空比：40/60%（最壞情況）；輸出上升及下降時(shí)間：5ns（最大）。

---- 管腳排列與管腳功能
---- W181-01/02/03有8引腳SOIC封裝及14引腳TSSOP封裝，及其典型應用電路框圖和三種封裝管腳排列如圖1所示。

---- 功能描述
---- W181采用了頻率鎖相環(huán)（PLL）技術(shù)來(lái)調制輸入時(shí)鐘，其結果是得到一個(gè)輸出時(shí)鐘，它的頻率可緩慢地掃過(guò)一個(gè)接近于輸入信號的窄帶?；倦娐方Y構如圖2所示。

---- 輸入基準信號通過(guò)分頻器除以Q后輸入到鑒相器中。來(lái)自VCO的信號被反饋分頻器除以P后也送到鑒相器中。PLL迫使VCO輸出信號的頻率發(fā)生變化直到被分頻后的輸出信號和被分頻的基準信號在鑒相器的輸入端匹配。輸出頻率等于基準頻率的P/Q的比例倍（注意：對于W181，輸出頻率等于輸入頻率）。擴展頻譜頻率時(shí)鐘發(fā)生的獨特性在于一個(gè)調制波形在輸入端經(jīng)過(guò)疊加才進(jìn)入VCO中，這使得VCO的輸出能緩慢掃過(guò)預制頻帶。

---- 使用SSFTG進(jìn)行頻率選擇
---- 在擴展頻譜時(shí)鐘發(fā)生中，EMI減弱要依靠整形、調制率和調制波形的頻率。當整形及調制波形的頻率由已定的頻率來(lái)確定時(shí)，調制的百分比就會(huì )有所不同。使用頻率選擇位（FS1及FS2）能設置頻率范圍。擴展率也被設到-1.25%之間。見(jiàn)表2。高擴展率加強了對EMI的減弱，然而，高擴展率卻可能會(huì )因為超過(guò)系統最大額定頻率或低于平均頻率而使性能受到影響。鑒于上述原因，擴展率多在0.5%--2.5%之間。

---- 擴展頻譜定時(shí)信號的發(fā)生
---- 使用擴展頻譜定時(shí)信號發(fā)生的好處如圖3所示。它表示出了一個(gè)時(shí)鐘諧波EMI的分布。將典型時(shí)鐘的EMI與Cypress擴展頻譜頻率定時(shí)信號發(fā)生的EMI進(jìn)行比較。請注意典型時(shí)鐘中的尖峰信號，該尖峰信號使系統的準峰值EMI測試衰退。經(jīng)過(guò)頻譜擴展后，峰值能量將極大減少（至少8dB），因為能量通過(guò)一個(gè)更寬的帶寬散發(fā)了。

---- 調制波形
---- 對EMI減弱的調制波形的整形是很關(guān)鍵的。調制的方案用來(lái)實(shí)現最大減小EMI，如圖4所示。調制周期在X軸上以周期長(cháng)度的百分比為單位。Y軸表示不同的頻率值，也是以總擴展頻率的百分比為單位。

---- Cypress的頻率選擇表通過(guò)兩種方法表示了調制百分比，第一種方法是將擴展頻帶