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扩频数字信号的方法和原因有哪些?

助工
2018-09-17 16:52:07     打赏
该技术简报讨论了扩频调制在数字电路中的使用,特别是时钟信号。

在之前的技术简报中,我们研究了RF系统背景下的扩频调制。我们看到,传播传输信号的频谱可以使通信链路更加健壮和可靠。事实证明,扩频概念也可以应用于数字信号,但考虑到不同的目标。

 

问题

数字电路噪声很大; 没有办法绕过它。表征数字信号的快速转换是强EMI(电磁干扰)的来源。为确保电子设备不会导致其他附近的电子设备发生故障,工程师必须尽其所能减少辐射干扰,并使电路更能抵抗接收到的干扰。

有各种处理EMI的技术,正如您现在可能已经猜到的那样,频谱扩展就是其中之一。

 

减少峰值

实际上,我会更进一步说,频谱扩展是一种减轻EMI 特别聪明的技术。

想象一下,以某个频率运行的数字信号,比如25 MHz。该信号的频域表示将包含25MHz处的峰值(即,基频)以及谐波频率处的峰值(具有较低幅度)。

在本文中,我们将重点关注基频,因为它对应于最强的干扰信号,因此最有可能存在问题。但是所有的谐波都会以与基波相同的方式受到影响,因此即使主要干扰问题涉及其中一种谐波,扩频也是一种有价值的技术。

这是一个频域图,显示了基波的尖峰。

 

 

现在让我们假设您的系统可以很好地运行,即使此信号的频率并不总是精确到25 MHz。只要信号频率不低于23 MHz且不高于27 MHz,可能会满足所有性能要求。

这引入了一个有趣的选择。如果我们故意在23 MHz和27 MHz之间改变此信号的频率怎么办?时间平均光谱现在将具有如下所示的一般形状。

 

 

如您所见,我们刚刚扩展了频谱。电流和电压是相同的,因此总功率没有改变 - 相反,原始功率分布在更大的带宽上,因此峰值已经降低。

如果您的目标是在特定频率下降低最大辐射EMI,这是一项重大成就(这正是您在寻求符合FCC峰值发射要求时所需要做的)。您刚刚使设备符合FCC标准,同时保持了所需的性能并避免了其他(可能更昂贵或更复杂)的EMI解决方案。

 

扩频时钟

到目前为止,我们一直在讨论通用数字信号,但实际上有一个信号是频谱扩展的理想选择:时钟。通过扩展时钟频谱,您可以自动扩展由此时钟控制的所有下游信号的频谱。

当然,传播频谱说起来容易做起来难,对吧?我们如何不断改变时钟信号的频率?容易:买一个扩频振荡器!以下是一些选项:

  • p / n DS1086来自Maxim

  • 来自赛普拉斯的p / n CY25701

  • 来自Linear Tech的p / n LTC6908

 

结论

 

正如您在上面的比较中所看到的(取自LTC6908 IC数据表),扩频时钟是一种功能强大且易于实现的工具,可降低辐射EMI。




关键词: 扩频数字信号     半导体     IC    

管理员
2018-09-18 09:17:38     打赏
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