贴片时钟振荡器是怎么样改善EMC-EMI问题的

因为晶振产品的种类繁多,性能不同,在设计之初就要考虑的面面俱到,每一个石英晶体振荡器频率元件设计师都必须处理电磁兼容性(EMC)或电磁干扰(EMI)的问题,因为安装在其中的IC会产生强烈的谐波泛音.使用扩频有源振荡器是其中一种解决方法,但是许多情况下都无法用到.

例如,在中心扩展为±0.5％的情况下,输出频率在fout的范围内被调制±0.5％.鉴于频率为33.333或66.666MHz,±0.5％的频率调制意味着频率调制范围为33.333MHz±166.665kHz或66.666MHz±333.330kHz-对于精确时钟来说太大了.这些应用通常仅允许±50ppm,或者换句话说,减少100倍.频率稳定性为±50ppm,相当于33.333MHz时的±1.66665kHz容差,或66.666MHz时的±3.3333kHz容差.

在这种情况下,开发人员迄今为止不得不采取非常昂贵的措施来降低EMC-EMI.这不再是必要的.基于创新的IC技术-下一代时钟晶振提供高度多样化的SMD硅时钟振荡器,该超小型SMD晶振具有SoftLevel输出信号(上升)和下降时间(下降).SoftLevel技术允许根据客户要求精确调整输出信号.

图1显示了LVCMOS输出信号的周期t,其中t上升和t下降在20％和80％之间.图2显示了在电源电压为+3.3VDC时,与SoftLeve lLVCMOS输出信号(蓝线)相比,正常LVCMOS方波信号(红线)的侧面轮廓.该图清楚地显示了SoftLevel函数如何围绕方波的边缘(产生类似鲨鱼鳍的形状),从而显着减少谐波泛音.图3显示了与输出信号周期t相关的EMC-EMI衰减(奇次谐波泛音).trise和tfall与时钟信号的周期t成比例地表示.

在t的0.05至0.45(5％至45％)范围内,上升和下降可以延长.如果与基本信号相比tt上升和t下降延长5％,则信号形状非常接近原始方波信号.在高达45％的延伸时,输出信号的形状越来越像鲨鱼鳍,并且在第11次谐波泛音时EMC-EMI衰减大于-60dB.这种简单调整t上升和下降的巨大价值.

SoftLevel功能对开发人员造成了什么损失？没什么,因为SoftLevel功能是LPO,LPOP,HTLPO,WTLPO,UPO,HTLPO-AUT和WTLPO-AUT系列的进口有源晶体振荡器的标准功能.(AUT=AEC-Q100中定义的汽车).这些振荡器系列还提供标准外壳,尺寸为7mmx5mm,5mmx3.2mm,3.2mmx2.5mm,2.5mmx2.0mm和2.0mmx1.6mm,因此可放置在现有的PCB布局上作为石英振荡器的直接和直接替代品.这样的内部工可根据应用的具体需求优化建议客户和编程产品,开发者必须说什么牛逼上升/吨下跌在他的申请中他可以接受的时间.正是这种编程-trise/tfall的延长-实现了谐波泛音衰减.在SMD硅时钟振荡器电路设计中,专家建议在电源电压和接地引脚之间使用0.1μF去耦电容.这大大减小了电源电压的影响.

上述系列的SMD硅时钟振荡器也可用于2.25至3.63VDC的电源电压范围.振荡器可由此VDD范围内的任何电源电压驱动(例如,2.5VDC±10％,2.8VDC±10％,3.0VDC±10％或3.3VDC±10％).因此,产品开发人员只需要将一个振荡器限定为四个经典电源电压.这一标准功能为开发人员节省了大量资金用于组件认证,而供应链经理则为采购,管理和存储大量资金显着减少了组件.以较大批量购买的组件价格较低.当然,SoftLevel功能也可用于2.25至3.63VDC的VDD范围作为标准功能.作为另一个标准特性,SMD硅时钟振荡器具有非常严格的频率容差,例如±20ppm@-40/85°C,±30ppm@-40/105°C和±50ppm@-40/125°C.当然,AEC-Q100兼容振荡器(HTLPO-AUT和WTLPO-AUT)也可提供上述所有功能.