扩频时钟技术在抗混叠滤波中的应用

本文主要探讨了在电子系统设计中如何利用开关电容滤波器来实现抗混叠滤波，并且介绍了扩频时钟（CLK）作为降低电磁干扰（EMI）的有效方法。文章提供了扩频CLK的定义、EMI抑制性能的估算公式，并结合Maxim的CLK发生器MAX9492进行了数据验证。 在现代数字电子系统中，数字信号以数字数据和时钟CLK的形式存在，其中CLK通常表现为CMOS或TTL电平的单端信号，表现为一系列宽度不一的脉冲。由于数字信号的高次谐波成分，它们会在系统内部和之间产生EMI，对设备的正常运行构成干扰。 为了解决这一问题，文章提出了扩频CLK的概念，这是一种通过频率抖动来分散能量，从而减少特定频率上的EMI强度的技术。扩频CLK的几个关键参数包括扩展率、扩频类型（如向下、中心或向上扩频）、调制率以及调制波形。扩展率定义了频率抖动相对于原始CLK频率的比例，而调制率则表示CLK频率变化的周期性。调制波形决定了CLK频率随时间的变化形状，常见的为锯齿波形。 举例来说，向下扩频时，扩展率是频率下降Δf与原始频率fC的负比值；中心扩频则是频率在正负Δf/2范围内随机变动；向上扩频则是在fC的基础上增加Δf。调制率fm则定义了CLK频率在一个周期内变化的速率。 通过这些参数，设计人员可以计算出扩频CLK对EMI的抑制效果。文章中还提到了一种名为“Hershey-Kiss”技术，这种技术有助于在CLK频谱中实现更均匀的能量分布，从而进一步减少EMI。 开关电容滤波器在这种抗混叠滤波中扮演了重要角色，它利用电容器在开关控制下充放电的特性，有效地滤除高频噪声和不必要的谐波，确保信号的纯净。在设计中，正确选择滤波器的参数（如截止频率、带宽和阶数）对于达到理想的抗混叠效果至关重要。 文章深入浅出地阐述了扩频CLK技术及其在降低EMI中的应用，同时强调了开关电容滤波器在实现抗混叠滤波过程中的重要性。对于电子系统设计者来说，理解并掌握这些技术能够帮助他们创建更高效、低干扰的数字系统。