0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

EMC设计重要点关注时钟

87kP_EMCSTUDY 来源:电磁兼容小小家 2020-05-13 14:31 次阅读

从1月份到现在,全球都被这个病毒闹的不安生,地球村背景下,能独善其身?都是环环相扣,一个一个的在封,然后一堆材料开始告急,特别是一个小国家,这一闹,怎么弄?天朝,产生链算完整的,但一些关键元器件国外在把持着,根本无货。

今天跟兄弟们聊聊时钟

大部分的技术资料都会告诉你,EMC设计重要点关注时钟

为什么?因为是时钟是EMC三要素中重要的骚扰源,所以要重点对待。

图示是标准理论方波的时域和频域波形,我们根据波形的频谱来做具体的设计。大部分情况下,我们时钟都是奇次谐波能量高,理论上偶次谐波为0,但事实上做不到。所以就单端时钟而言,设计主要集中在奇次谐波上。

(1)你可以在时域内衰减幅度A,从而降低各谐波的幅度,实现频域内的降低

(2)你可以通过加旁路电容,减缓上升沿,吸收杂波。

这是骚扰源能量降低基本的手法,也是最省心的,所以许多兄弟看到时钟就一顿猛操作,远场一看有点效果,都非常的开心,有时候为了达到某个裕量,揍的有点狠,比如电容加个100PF,电阻串上100ohm,甚至更大。当速率比较低的时候,系统是勉为其难的在工作,时间长了,系统工作是非常不稳定的。

你修的图时域波形可能就像上图一样,已经快变形了,速率慢的时候负载端能正常识别,到了一定程度,基本就挂了,所以整改时悠着点。

图示是晶体的基本原理图,除了原理上需要的R3、C1和C2之外,R1、 R2和C3组成了基本的EMC电路,大部分情况下还会多一个C4给R1(没找到图,懒得重新画)。大部分兄弟都会盯着这四个器件一顿狂揍,某些时候效果很明显,你可能就差哪几个db,然后就没有然后了。

上图是晶振的基本原理图,电源VDD大部分情况下会做成图示的那样,LC滤波,但我们建议你最好做成PAI型滤波,去耦和旁路同时去做,电容从高到低都配上(高频、中频和低频都配上)。输出端的RC是标配,兄弟们都会根据自己的测试结果来调整。

上面的内容是不是都懂,都会,好像不用我太多说。

咳咳

以我个人多年的经验,这两个源做基本的衰减和滤波足矣,不必过头。

先回忆一下杨老师的经典公式

公式中差模辐射因其跟信号整个环路相关,如果你的电路都是短距离传输的,比如我们上面讨论的驱动时钟,都离IC很近,那么其差模分量还是很小的。尽管能量不高,但我们还是很注重在PCB设计时控制其环路面积,所以大部分的guideline都会要求你尽量靠近IC。共模辐射与天线长度成正比,大部分兄弟都会忽略这一点,因为在实际电路中并没有明显异常的天线在。

但是大部分的EMI问题都是因为多次串扰耦合的问题,这句话是不是耳熟,因为我讲课时常说,老工程师也这么说。其中重要的原理就是时钟电路周围存在许多未知的L,因为共地和共电源的问题,这些能量会多次串扰找到一个合适的L发射出去。

然后就出现了类似上图的现象,是不是常见,这种情况,你把时钟揍死了,看到的效果都一般般。然后有兄弟感慨,为啥我处理半天时钟咋没反应呢,我的时钟明明就对应着他呀。老工程师会心一笑,too young。

为了减小后期一些莫名其妙的串扰,所以会对时钟电路周围做一些规则限制。上面是另一经典的图,许多老师都会引用,结合我们上面说的原理,这时候理解这个图是不是轻松多了。为了降低时钟电路能量可能的串扰,首先需要多层GND平面尽量多拾取时钟电路产生的能量(自行脑补这部分电路产生的电力线和磁力线分布图),这部分能量尽量少往空中耦合,必要的时候可以采用局部屏蔽(示意图中有BUFFER)。其次尽量将时钟线走到内层(原理同样是控制电力线和磁力线在空中的分布)。

上述的要求,相对来说容易做到,基本没有歧义,但这还是属于骚扰源设计范畴。

当时钟电路有连接器时,就会出现主动拾取干扰会二次耦合发射的问题,这个相对容易发现,原理上做滤波,破坏天线效应即可,然后就能看到,连接器的pin上加了一堆的滤波电容。

时钟电路如果靠近IO,这个天线效应同样容易理解,但是因为线缆较长,会带来其他的问题。

这个大部分人很难处理,大部分的借口是板子密度太高,但是这是我们工程上见到的最多的隐藏天线,这时候你会发现我们时钟线走在内层是多么的明智。

这些杂线在PCB设计时就是重中之重了。

(1) 内层走线,且与时钟不同层

(2) 3W法则(10W或更高)。

难就难在很难全部做到,有时候这么做了,却是过设计,但你不这么做,可能是隐患。这种一次侧的耦合相对容易发现,现实中因为低层板设计,将EMI设计提高了好几个难度等级。越是这样,后期的对策越难做。

所以,在设计之初,尽量多做一些规则检查,即使做不全,后期排查时也会做到心中有数。

最后,我依然十分诚恳的建议兄弟们,把注意力多放在串扰耦合中,多年的高速设计(通信行业中25GHz这样的高速)经验会告诉我们,串扰是EMI设计第一杀手。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 电路
    +关注

    关注

    172

    文章

    5958

    浏览量

    172673
  • 旁路电容
    +关注

    关注

    7

    文章

    179

    浏览量

    24856
  • EMC设计
    +关注

    关注

    6

    文章

    258

    浏览量

    39504

原文标题:聊聊EMC设计中的时钟设计

文章出处:【微信号:EMCSTUDY,微信公众号:电磁兼容小小家】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    相关推荐

    EMC外壳设计要点

    本文要点什么是EMC外壳?选择EMC外壳材料时需要考量的事项。EMC外壳设计要点。如果设备具有电磁兼容标志,则表明它带来的电磁干扰符合
    的头像 发表于 01-10 12:50 304次阅读
    <b class='flag-5'>EMC</b>外壳设计<b class='flag-5'>要点</b>

    硬核干货 - 讲EMC说接地

    EMC接地解析与设计要点数字信号对模拟信号干扰问题通常我们认为是“地”没有设计好。整个控制单板容易遭受静电干扰我们通常认为“地”设计有问题。屏蔽电缆的设计重要的一环是屏蔽层接“地”问题。电容滤波
    的头像 发表于 11-24 01:02 534次阅读
    硬核干货 - 讲<b class='flag-5'>EMC</b>说接地

    直播预告 I 讲EMC说接地

    SES2024.11.28EMC接地解析与设计要点数字信号对模拟信号干扰问题通常我们认为是“地”没有设计好。整个控制单板容易遭受静电干扰我们通常认为“地”设计有问题。屏蔽电缆的设计重要的一环是屏蔽层
    的头像 发表于 11-23 01:04 145次阅读
    直播预告 I 讲<b class='flag-5'>EMC</b>说接地

    EMC设计新视野来袭

    SES-2024.12.18赛盛技术第九期《EMC设计线上特训营》,为您开启电磁兼容设计的新篇章!特训营章节要点01第一章—EMC基础EMC重要
    的头像 发表于 10-30 10:00 253次阅读
    <b class='flag-5'>EMC</b>设计新视野来袭

    灵活多元的EMC学习方案

    第九期EMC实战特训营来了!01EMC实战特训营SES课程简介学员自主安排学习时间,提高效率结合直播、录播与答疑,满足需求学员可提问,讲师全程支持累计70年经验,助力学员掌握要点02课程分类E
    的头像 发表于 10-25 08:05 223次阅读
    灵活多元的<b class='flag-5'>EMC</b>学习方案

    时钟信号的驱动是什么

    在数字电路设计中,时钟信号扮演着至关重要的角色。理想的时钟信号是一串无限连续的脉冲序列,除了电平要求外,其边沿应非常陡峭,有些系统还要求时钟具有50%的占空比。从电磁兼容性(
    的头像 发表于 09-13 14:18 475次阅读

    单板设计中的EMC优化策略

    和成本。为解决这一问题,赛盛技术开设课程,帮助研发人员从单板设计初期就避免EMI和EMS问题,包括PCB布局、EMC元器件使用、地的隔离与分割,以及时钟、电源和接口
    的头像 发表于 08-30 12:30 384次阅读
    单板设计中的<b class='flag-5'>EMC</b>优化策略

    综述板级EMC设计关键要点及应用策略

    和可靠性,还直接影响到整体的生产成本和时间表。学习如何有效地处理电磁干扰和瞬态问题,对于提高产品的质量和市场竞争力至关重要。·以下问题是否符合您的关注内容?·01如何在
    的头像 发表于 08-03 08:17 338次阅读
    综述板级<b class='flag-5'>EMC</b>设计关键<b class='flag-5'>要点</b>及应用策略

    深圳比创达电子EMCEMC电磁兼容性:原理实践,电子设备稳定运行.

    深圳比创达电子EMCEMC电磁兼容性:原理实践,电子设备稳定运行在当今电子设备日益普及的时代,电磁兼容性(EMC)已成为产品设计、生产和应用中不可忽视的重要因素。EM C不仅关系到设
    发表于 05-20 11:14

    深圳比创达电子EMCEMC电磁兼容性:电子设备稳定运行的保障.

    深圳比创达电子EMCEMC电磁兼容性:电子设备稳定运行的保障随着科技的飞速发展,电子设备在人们的日常生活中发挥着越来越重要的作用。然而,随之而来的电磁干扰问题也日益突出。电磁兼容性(EMC
    发表于 04-16 10:48

    为什么要做EMC设计?深圳比创达电子EMC

    EMC设计
    jf_99355895
    发布于 :2024年04月07日 18:21:02

    解密EMC与EMI:电磁兼容性与电磁干扰?|深圳比创达电子.

    EMC电磁兼容性的简介1、EMC的定义:EMC是指电子设备在其电磁环境中,既不会对环境造成不可接受的干扰,也不容易受到外部电磁干扰的影响,保持正常工作的能力;2、EMC
    发表于 03-29 10:39

    EMC滤波器:原理、应用及选型指南?|深圳比创达电子EMC.

    EMC滤波器:原理、应用及选型指南?|深圳比创达电子EMC随着电子设备的不断普及和电磁环境的复杂化,电磁兼容性(EMC)问题日益凸显。在电子设备中,EMC滤波器起着至关
    发表于 03-18 10:34

    EMC技术:基础概念到应用的解读?|深圳比创达电子.

    EMC技术:基础概念到应用的解读?|深圳比创达电子电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)作为一项重要的技术领域,在现代电子设备中扮演着至关重要
    发表于 03-11 11:59

    EMC滤波器:原理、应用与选型指南?|深圳比创达电子EMC a

    随着电子设备的普及和电磁环境的复杂化,电磁兼容性(EMC)问题日益引起人们的关注。作为解决电磁干扰问题的重要组成部分,EMC滤波器在电子电路中发挥着关键作用。本文将从
    发表于 03-04 10:49