开关电源模块也有时钟噪声？

原创韬略科技EMC 2024-10-01 11:30 462浏览 0评论 0点赞

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一前言

随着电子产品的类型和功能模块日益多样化，对此要求的传输速率也日益提高，在模块集成度多和传输速率提高的背景下，电子产品EMI超标的源头模块也日益多样化。

今天带来的是电源模块引起的尖峰单支EMI超标，这和传统认知的时钟噪声源头是完全相反的。

二EMI测试时钟超标波形

在EMI测试中时钟噪声超标的测试波形图如下：

时钟噪声超标测试数据图（1）

通过上图可以看出时钟的超标是尖峰单支形状的测试数据（有规律的单支信号波形），而且两个单支之间的频率间隔为固定频率，与超标的时钟基频为倍频的关系。

为什么时钟噪声信号会是这样的测试波形呢？

那是因为大部分的时钟信号是一个稳定的单一频率信号，在示波器上是稳定的方波形态，经过傅里叶变换后在频谱上会呈现为一根根的单支，而且通常噪声的dB也不会太低，单支之间会呈现倍频的关系。

时钟示波器波形图（2）

时钟频谱仪波形图（3）

三整改案例

经过上述的解释可以知道时钟的波形图为尖峰单支数据信号波形，而传统的电源模块开关电源EMI测试超标的图形基本都为包络信号，这也让大家有了固有的认知就是“时钟噪声数据为尖峰单支图形，开关电源噪声超标为包络图形”，所以在看见单支超标数据时大家都会关注的产品通讯时钟的问题，这个认知是没错的，但也不是绝对的！

本次的案例恰恰是违背上面的固有经验理论知识的，在电源模块中也会有时钟噪声数据波形超标。

下面是一款车载屏产品的EMI测试数据图片，可以看出在150MHz-200MHz之间有一个频率间隔为10MHz的尖峰单支超标数据，看到这个波形的情况下，固有认知会让寻找问题点的重心落在产品的通讯时钟上，可是该产品根本没有这个10MHz的时钟频率，这个时候就很容易给误导产生疑惑一直找不到问题点，整改时长也会大大延长。有时跳出固有的知识体系会给自己带来不一样的收获。