分享一个便捷有效的时钟噪声问题的处理方法

 

 

一 前言

随着信息技术和半导体技术的快速发展，人们对电子产品使用功能需求增多，对此电子产品的通讯数据量日益增大且通讯速度逐步提升，在模块集成度高和传输速率提高的背景下，电子产品EMC整改过程中的时钟噪声问题变得越来越加突出。

 

二 展频技术处理时钟问题

正常情况下在遇到时钟问题时，我们会考虑在时钟线上串电阻、磁珠、电容滤波等方式来降低时钟噪声的辐射强度，但这些措施往往会带来时钟信号的损失，所以在选取参数时会受到很多的限制，稍加不注意就会导致数据的通讯异常，机器无法正常工作。

另外需指出的是上面所说的时钟噪声处理措施，由于器件材质特性的因素，在高频段的噪声抑制效果往往不大，所以在面对车载产品这类产品需要涉及到高频辐射测试的时候，这些措施就会显得格外的无力。

所以今天给大家分享一个便捷有效的时钟噪声问题的处理方法，那就是展频技术，什么是展频技术呢？

展频技术就是通过对尖峰时钟进行调制处理，使其从一个窄带时钟信号变为一个具有边带的频谱，将时钟的尖峰能量分散到展频区域的多个频率段，从而达到降低尖峰能量，抑制EMI的效果。

展频原理示意图（1）

简单的来说就是把时钟的能量分散，从而来降低时钟辐射的强度。

 

三 整改案例

接下来分享一个利用展频技术处理时钟辐射超标问题的实际整改案例，如下图测试数据为一款车载360环视产品的辐射RE测试的前期摸底数据：

200MHz-1000MHz测试数据图（2）

高频GPS频段测试数据图（3）

通过分析得知超标时钟为输出给屏幕的LVDS差分时钟超标，超标的时钟噪声覆盖的频率段广，连GPS高频段都涉及到，且超标时钟的强度高，超出了测试限值最高的有快20个db值。产品部分框图如下图：

LVDS差分时钟走向图（4）

可以看出LVDS差分时钟线上已经是有串阻，且屏幕排线和主控都是有屏蔽的情况下时钟辐射还是超标了。在这种情况下给机器加上了我司的专利产品展频IC器件的测试demo，将主控的时钟进行展频处理，再输入给主控IC，如下图：

加了展频IC的产品图（5）

接下来的产品测试数据如下图：

展频后200MHz-1000MHz测试数据图（6）

展频后高频GPS频段测试数据图（7）
可以看出加完展频IC后的产品RE测试已经可以通过，且时钟的下降幅值达10几个db，由于展频IC的特性在高频段减低时钟噪声的幅度依旧显示，且越高频效果越显著。

四 总结

在通讯速度不断提高的当下，时钟噪声的辐射问题只会变得越来越加显著且难以处理，所以在处理方法受限，或者想减去一些繁琐的外围处理，让方案更加可量产的话，那展频技术和展频器件的添加不妨为一个方便且高效的时钟噪声辐射处理方法。

审核编辑：刘清