EMI超标怎么办？频谱扩展技术（FSS）来帮你

原创硬件之路学习笔记 2024-05-15 06:00

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主要内容包括：

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一、 什么是频谱扩展技术

简单来说就是对时钟进行调制处理，使其从一个单一频率的时钟信号变为一个在一定范围内变化频率的时钟信号，将时钟的尖峰能量分散到展频区域的多个频率段，从而达到降低尖峰能量，抑制EMI的效果。

二、频谱扩展技术原理

1. 未扩展频谱导致EMI问题

大家可能遇到过这样的EMI测试结果，假设DC-DC的工作频率正好是1Mhz，那么根据上面的结果很容易看出，超标部分就是DC-DC的频率和其倍频。一般来说可以通过对DC-DC添加各种滤波电路来解决此问题。但是带来了成本的提升，以及物料的增加。

2. 扩展频率后EMI合格

频率扩展技术就是设计针对这样的问题的，具有展频技术的DC-DC，其频率并不是长时间固定在某个频率，而是在一定的频率上微小变化，将单一辐射能量拉低到一个频带上，峰值自然会减小这样就能减小DC-DC工作频率上的辐射峰值，进而解决在工作频率及其倍频上辐射超标的问题。如下图：

3. 推荐文章

MPS的文章详细描述了不同频率扩展方式对EMI噪声减小的效果的影响，有兴趣可以看看：

4. 展频DC-DC

TI的LM5156就采用了展频技术，展频前后EMI测试结果如下图，显然展频后开关频率上的噪声幅值下降了很多。

三、晶振频率扩展

1. 时钟导致的EMI超标

与DC-DC导致EMI超标一样，晶振也是系统辐射超标的一大源头，因此也有了拥有展频技术的晶振。

未展频晶振：多个点超标

展频晶振：一个点超标

2. 晶振展频注意事项

注意虽然展频晶振可以自定义频率，但是如果定义的频率范围过大，会造成系统时间错乱，频率范围要在允许的系统时间误差范围内调整。

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