
(EMI REDUCTION VIA DOWN SPREAD AND CENTER SPREAD)
目前,EMC电磁兼容性对于RF射频类电子设备要求越来越高,如何降低EMI电磁干扰已经成为我们进行产品设计的重中之重。
通常情况下,与EMI电磁干扰密切相关的主要是:时钟、电源、布线、屏蔽等,这些都可能导致EMI指标超标。在实际操作中,相关机构颁布电磁兼容性EMC规范,EMC包括以下两个方面的要求:
1、指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值;
2、指设备对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度,即电磁敏感性。
展频晶振是一种通过调整时钟频率降低EMI电磁干扰的有源晶振,扩展频率范围±0.25%~±4%。展频晶振提供更宽广的工作温度范围(-40℃~+85℃,-40℃~+105℃)及多种调制,如:
Center Spread 中心展频: ±0.25% ~ ±2.0%
Down Spread 向下展频: –0.5% ~ 4.0%
能量分布的频率带宽越大,电磁干扰峰值降低越多,因此振荡器输出的频率和频率扩展百分比是决定系统电磁干扰减少量的因素。瞬时输出中心频率是最小频率和最大频率之间的近似中点。当系统不能容忍高于标称频率的工作频率时,应考虑向下扩展选项。
晶诺威科技产展频晶振27.12MHz规格参数如下:

展频晶振主要应用领域:
数码相机,投影机,影印机,扫描仪,监视系统,电子音乐设备,汽车导航等。
展频晶振的工作原理是通过调制输出信号使输出信号的电磁干扰扩散到更大的频谱上。展频晶振通过动态改变时钟频率,可有效降低电磁辐射功率,减少EMI电磁干扰的影响,进而解决EMC辐射超标的问题。
拓展阅读:降低EMI电磁干扰的通常做法:
1、在回路中加入磁珠,滤波器,接地回路,以及金属封罩,其目的是对干扰进行“屏蔽”。随着产品的缩小,设计用于降低功耗,对抗EMI的挑战更加复杂。传统的电磁干扰遏制技术(如屏蔽)变得更加昂贵且不切实际。
2、如果是电源和布线的问题,需要优化和调整电路设计,满足这些标准可能具有挑战性且成本高昂,尤其是在当今电子系统中提高处理器速度和数据速率的情况下。
在很多情况下,在做EMI测试的时候,发生某些频点EMI超标。经过很长时间排查之后,如电源、时钟、及PCB布线等,最后发现往往是时钟问题。EMC设计的一个基本原则是在PCB的源头处降低EMI电磁干扰。由于传统解决方案昂贵且占用空间,因此展频晶振的应用已成为降低EMI电磁干扰的更为直接而有效的手段。
客户:25MHz晶振干扰
在解决W5500晶振产生的倍频干扰时,我们遇到了几个棘手的问题。首先,使用示波器观察晶振,发现它产生的是完整的25MHz正弦波,但频谱仪显示存在25MHz的倍频信号,且其功率甚至超过了25MHz信号。

其次,晶振的输入输出引脚之间存在超过500mV的峰峰值(peak-to-peak)差异,且一端信号完美,另一端则失真。我们尝试了多种整改方法:在晶振输出引脚串联电阻或电感,更换晶振或匹配电容,以及更改晶振并联电阻,但这些方法均未能解决问题。最后,我们发现晶振电路前后没有包地,且电路板上存在挖空。因此,我们挖开晶振背面的铜皮并用锡报地,虽然有些效果,但问题仍未完全解决。
在接近放弃的时候,我们决定从电磁兼容(EMC)的角度进行整改。我们购买了展频晶振进行替换,终于有效解决了EMI电磁干扰问题。
拓展阅读:关于EMC测试中的RE、CE、ESD术语解释
辐射发射测试(RE):
评估电子、电气产品或系统在工作状态下产生的电磁辐射干扰程度,确保其不会干扰其他电子设备,同时可以确保产品的电磁辐射水平在安全范围内,从而保护用户免受电磁辐射的危害。消费类常见测试标准:EN55032 (RE&CE)、 CLASS A和CLASS B。
传导发射测试(CE):
评估电子、电气产品或系统在工作状态下传导电磁骚扰的水平,是确保产品符合电磁兼容性(EMC)要求的重要步骤,保护其他设备免受干扰。常见测试标准:国标18655(RE&CE) 分为5个等级,常规的是过3等级,目前更多目标是要能过5等级;欧洲家用和类似电器的EN 55014标准以及CISPR 16、IEC 61000-4-6等。
静电放电(ESD)测试:
评估电子产品对静电放电的耐受能力,及时发现并解决潜在的静电放电问题,保障用户安全和设备寿命。消费类标准常见测试标准:IEC6100-4-2(国际标准),GB/T 17626.2-2006(国标),直接接触静电电压±4KV,空气传播静电电压8KV医用电器设备常见测试标准:EC 60601-1-2(国际标准), YY 0505(国家标准),直接接触静电电压±4KV,空气传播静电电压8KV。人产生的静电电压在至少在3Kv以上可能到10几Kv,虽然持续时间较短,没有生命危险,但对于机器来说容易造成击穿。
