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SG-9101擴(kuò)頻晶振/SS-OSC擴(kuò)展頻譜晶振-降低EMI電磁干擾可調(diào)晶振

擴(kuò)展頻譜技術(shù)是抗干擾通信中的主要應(yīng)用技術(shù)。擴(kuò)展頻譜時(shí)鐘晶振是一種可以通過(guò)調(diào)整時(shí)鐘頻率降低EMI電磁干擾的可編程有源晶振,愛普生在其技術(shù)資料中對(duì)其英文簡(jiǎn)稱為SS-OSC(Spread-Spectrum oscillator)。

在愛普生的眾多石英晶振產(chǎn)品線中,用SG-9101系列命名擴(kuò)頻晶振(SS-OSC)或稱為展頻晶振,也有人叫做可調(diào)晶振。
該系列常規(guī)品外部規(guī)格尺寸上覆蓋了2016、2520(SG-9101CE/CG)、5032(SG-9101CA/CB/LB)、7050(SG-9001CA)等常規(guī)貼片尺寸,頻率可編程范圍0.67MHz~170MHz(每步1ppm),擴(kuò)展頻率范圍±0.25%~±4%。各型號(hào)全部符合RoHS和REACH環(huán)保技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。EPSON擴(kuò)頻有源晶振規(guī)格書見下方表格:

可調(diào)晶振型號(hào) 外部
尺寸
[ mm ]
頻率范圍
[ MHz ]
工作
溫度
[ ℃ ]
電源
電壓
[ V ]
輸出 傳播
類型1
傳播
類型2
擴(kuò)散
范圍1
[ % ]
擴(kuò)散
范圍2
[ % ]
規(guī)格書
SG-9101CG
SG-9101CE
CG : 2520
CE : 3225

0.67~
170

-40~ +85
-40~+105
1.8
2.5
3.3
方波 Center Spread Down Spread +/-0.25
+/-0.5
+/-0.75
+/-1.0
+/-1.5
+/-2.0
-0.5
-1.0
-1.5
-2.0
-3.0
-4.0
pdf
SG-9101CG/CE
SG-9101CB
SG-9101CA
CB :
5032
CA : 7050
pdf
SG-9101CB/CA
SG-9001LB 5032 10~
135
-20~+70 3.3 pdf
SG-9001LB/CA/JC
SG-9001CA 7050 10~
166
pdf
SG-9001LB/CA/JC
SG-9001JC 10.5 x 5.8 pdf
SG-9001LB/CA/JC

通過(guò)動(dòng)態(tài)改變時(shí)鐘頻率,有效降低d電磁輻射功率,減少EMI電磁干擾的影響。見愛普生擴(kuò)展頻譜時(shí)鐘晶體晶振與普通有源晶振波形輸出對(duì)比圖:
擴(kuò)頻晶振與常規(guī)有源晶振輸出波形對(duì)比圖

更多詳細(xì)對(duì)比圖表,請(qǐng)點(diǎn)擊下載由EPSON晶振官網(wǎng)提供的技術(shù)資料:pdf《展頻晶振與常規(guī)有源晶振的優(yōu)勢(shì)對(duì)比》

擴(kuò)頻晶振內(nèi)部框圖:

 擴(kuò)展頻譜時(shí)鐘晶振內(nèi)部框圖


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1、利用擴(kuò)展頻譜時(shí)鐘調(diào)制器減少EMI

從本質(zhì)上說(shuō),擴(kuò)展頻譜是一種以調(diào)制百分比來(lái)衡量的調(diào)制方法。例如,0.5%的調(diào)制就表示一個(gè)100MHz的時(shí)鐘信號(hào)在99.5MHz到100.5MHz之間進(jìn)行調(diào)制。由于100MHz的基頻保持在中心頻率上,因此稱為中心0.5%(б)調(diào)制。

擴(kuò)展頻譜方法還必須保證最小時(shí)鐘周期不會(huì)出現(xiàn)沖突。為避免超出系統(tǒng)的最高頻率,時(shí)鐘信號(hào)通常在99.5MHz和100MHz范圍之間掃描變化,該方法稱為向下擴(kuò)展頻譜。在這種情況下,時(shí)鐘頻率的偏離用負(fù)的百分比來(lái)衡量,此處為-0.5%(б)擴(kuò)展。

擴(kuò)展頻譜主要用于系統(tǒng)時(shí)鐘。對(duì)于當(dāng)前400MHz的PC,由于高頻時(shí)鐘需要采用特定的電磁輻射消減措施。SG-9101的展頻時(shí)鐘晶振提供幾種類型的調(diào)制方式,可以實(shí)現(xiàn)б值為±0.5%、±0.75%、±1%、±1.5%、±2%和0.25%的調(diào)制,實(shí)踐證明引入擴(kuò)展頻譜時(shí)鐘晶體振蕩器調(diào)制引入的時(shí)鐘信號(hào)抖動(dòng)很小。

2、采用愛普生SG-9101擴(kuò)頻可調(diào)晶振時(shí)鐘的優(yōu)勢(shì)?

相對(duì)于其他的EMI抑制技術(shù)而言,擴(kuò)頻晶振的系統(tǒng)化特點(diǎn)是其最主要的優(yōu)點(diǎn)。由擴(kuò)頻可調(diào)晶振產(chǎn)生的所有時(shí)鐘和定時(shí)信號(hào)也被以同樣的比率加以調(diào)制。這給整個(gè)系統(tǒng)都帶來(lái)顯著的EMI改善效果。在EMC測(cè)試中,只改變一個(gè)電容或可編程的數(shù)字輸入就能夠調(diào)節(jié)頻率調(diào)制度(擴(kuò)頻百分比)。展頻晶振的這種可編程特性簡(jiǎn)化了該技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和EMC測(cè)試中的使用,還可以減少用于EMI抑制的印刷電路板面積,節(jié)省產(chǎn)品成本和面市時(shí)間。 建立保持時(shí)間只是以定時(shí)信號(hào)的上升沿為參照的。由于使用擴(kuò)頻技術(shù)時(shí)上升與下降時(shí)間并不改變,故仍可保證嚴(yán)格的建立保持時(shí)間界限。采用中心擴(kuò)頻時(shí)鐘時(shí)最高峰值頻率將略有提高,不過(guò)可以采用向下擴(kuò)頻時(shí)鐘調(diào)制來(lái)避免這種變化。 使用擴(kuò)頻晶振的另一個(gè)好處是可以在同一產(chǎn)品中進(jìn)一步集成可編程的EMI抑制和定時(shí)功能,使產(chǎn)品的性能更高,成本更低。還有一點(diǎn)好處是能使無(wú)線與便攜式應(yīng)用產(chǎn)品投放市場(chǎng)的速度更快。

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