時鐘電路產生電磁輻射發射的主要原因是什麼?

2020-12-15 深講電磁兼容

在進行電磁輻射發射RE試驗時,我們發現超標頻率通常是時鐘的頻率,或者時鐘頻率的整倍數。因此,很多人認為時鐘發生器是導致電磁輻射發射的主要原因。

電子設計師會努力地採取一些措施,例如將振蕩電路屏蔽起來,或者在印製電路板安裝振蕩器的位置鋪設一些大面積的地線。這些措施固然有一定作用,但是並不能夠顯著降低電磁輻射發射。

因為,真正產生電磁輻射發射的主要原因並不是這些晶片,而是與時鐘電路連接的導體,包括時鐘信號線、電源線、地線等。

這裡給出了一個實際的電磁輻射發射測試結果。

左上圖是一個時鐘發生電路,左下圖是這個電路在線路板上的安裝情況。右圖是他這個時鐘電路的電磁輻射圖。從圖中可以看出,這個時鐘電路幾乎沒有什麼電磁輻射。

綜上分析,時鐘電路產生電磁輻射發射的主要原因是對外連接的導體,包括時鐘信號線、電源線、地線等。

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    左上圖是我們設計的一個時鐘發生測試電路,左下圖是這個測試電路在印製線路板上的具體安裝情況。右圖是這個測試時鐘電路的電磁輻射頻譜圖。從圖中可以看出:這個時鐘測試電路幾乎沒有什麼電磁輻射。我們在前面的測試電路的基礎上,在時鐘電路的輸出端連接了一個負載電路IC3,也就是一個與非門電路(左上圖)。左下圖是這個電路安裝在印製電路板PCB上的具體布局情況,時鐘電路的輸出端同負載電路IC3與非門相距10公分。右邊圖是這種電路布局情況下的電磁輻射頻譜圖。從右圖可以看到,頻譜圖中電磁輻射明顯增強了。
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