每個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)師每天都要處理電磁兼容性(EMC)或電磁干擾(EMI)的問(wèn)題，特別是在使用石英晶體振蕩器等頻率決定元件時(shí)。安裝在石英振蕩器中的集成電路產(chǎn)生陡峭、鋒利的側(cè)邊，并產(chǎn)生強(qiáng)烈的諧波泛音。擴(kuò)頻振蕩器是解決這個(gè)問(wèn)題的一種方法，但在許多應(yīng)用中它們不能被使用。例如，當(dāng)中心擴(kuò)展為±0.5%時(shí)，輸出頻率在4±0.5%的范圍內(nèi)調(diào)制。給定頻率為33.333或66.666 MHz，頻率調(diào)制為±0.5%意味著頻率調(diào)制范圍為33.333 MHz±166.665 kHz或66.666 MHz±333.330 kHz -對(duì)于精確時(shí)鐘來(lái)說(shuō)太大了。這些應(yīng)用通常只允許±50ppm，或者換句話說(shuō)，少100倍。±50 ppm的頻率穩(wěn)定性相當(dāng)于在33.333 MHz時(shí)的±1.66665 kHz公差，或在66.666 MHz時(shí)的±3.3333 kHz公差。在這種情況下，開(kāi)發(fā)商迄今不得不采取非常昂貴的措施來(lái)降低EMC - EMI。這已經(jīng)沒(méi)有必要了。基于創(chuàng)新的IC技術(shù)-下一代時(shí)鐘- Landsberg am Lech的Petermann-Technik提供高度多樣化的SMD硅時(shí)鐘振蕩器，具有SoftLevel輸出信號(hào)。軟電平技術(shù)是一種可編程輸出信號(hào)，其中LVCMOS輸出信號(hào)的諧波泛音可以通過(guò)延長(zhǎng)上升時(shí)間(trise)和下降時(shí)間(tfall)來(lái)顯著降低。軟電平技術(shù)允許精確調(diào)整輸出信號(hào)，以滿足各自的客戶要求。
SoftLevel函數(shù)的作用

圖1顯示了上升和下降幅度在20%到80%之間的LVCMOS輸出信號(hào)的周期t。圖2顯示了在電源電壓為+3.3 VDC時(shí)，正常LVCMOS方波信號(hào)(紅線)與SoftLevel LVCMOS輸出信號(hào)(藍(lán)線)的側(cè)面輪廓。該圖表清楚地顯示了SoftLevel函數(shù)如何使方波的邊緣圓化(產(chǎn)生類似鯊魚(yú)鰭的形狀)，從而顯著減少諧波泛音。圖3顯示了與輸出信號(hào)周期t相關(guān)的EMC - EMI衰減(奇諧波泛音)。Trise和tfall與時(shí)鐘信號(hào)的周期t成比例表示。
trise和tfall可以在t的0.05到0.45(5%到45%)范圍內(nèi)延長(zhǎng)。如果trise和tfall與基信號(hào)相比延長(zhǎng)5%，則信號(hào)形狀非常接近原始方波信號(hào)。當(dāng)延長(zhǎng)至45%時(shí)，輸出信號(hào)的形狀越來(lái)越像魚(yú)翅，在第11次諧波處，EMC - EMI衰減大于- 60 dB。如此簡(jiǎn)單的升降調(diào)整價(jià)值巨大。

SoftLevel功能的成本是多少?沒(méi)有，因?yàn)镾oftLevel功能是LPO, LPOP, HTLPO, WTLPO, UPO, HTLPO- aut和WTLPO- aut系列的SMD晶振的標(biāo)準(zhǔn)功能。(AUT = AEC-Q100中定義的汽車)。這些振蕩器系列還提供標(biāo)準(zhǔn)外殼尺寸為7 mm x 5 mm, 5 mm x 3.2 mm, 3.2 mm x 2.5 mm, 2.5 mm x 2.0 mm和2.0 mm x 1.6 mm，因此可以放置在現(xiàn)有的PCB布局上，作為石英振蕩器的直接替代品。因此，PETERMANN-TECHNIK的內(nèi)部工程可以根據(jù)應(yīng)用程序的具體需求為客戶提供最佳建議并編程產(chǎn)品，開(kāi)發(fā)人員必須準(zhǔn)確地說(shuō)出他在應(yīng)用程序中可以接受的上升/下降時(shí)間。正是這種編程-延長(zhǎng)升/降-實(shí)現(xiàn)諧波泛音衰減。在SMD硅時(shí)鐘振蕩器電路設(shè)計(jì)中，Petermann-Technik的專家建議在電源電壓和接地引腳之間使用0.1 μF的去耦電容。這大大減少了電源電壓的影響。

SMD硅時(shí)鐘振蕩器的其他優(yōu)點(diǎn)
上述系列的SMD硅時(shí)鐘振蕩器也可用于2.25至3.63 VDC的電源電壓范圍。振蕩器可以由該VDD范圍內(nèi)的任何電源電壓驅(qū)動(dòng)(例如2.5 VDC±10%，2.8 VDC±10%，3.0 VDC±10%或3.3 VDC±10%)。因此，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員只需要為四個(gè)經(jīng)典電源電壓限定一個(gè)振蕩器。這一標(biāo)準(zhǔn)特性為開(kāi)發(fā)人員節(jié)省了大量用于組件鑒定的資金，也為供應(yīng)鏈經(jīng)理節(jié)省了大量用于采購(gòu)、管理和存儲(chǔ)數(shù)量顯著減少的組件的資金。大量購(gòu)買的部件價(jià)格較低。當(dāng)然，SoftLevel功能也可以在2.25 ~ 3.63 VDC的VDD范圍內(nèi)作為標(biāo)準(zhǔn)特性使用。作為另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)功能，SMD硅時(shí)鐘振蕩器具有非常嚴(yán)格的頻率公差，例如±20 ppm @?40/85°C，±30 ppm @?40/105°C和±50 ppm @?40/125°C。當(dāng)然，aec - q100兼容的振蕩器(HTLPO-AUT和WTLPO-AUT)也具有上述所有功能。
SoftLevel功能改善了EMC - EMI特性
PETERMANN晶振公司的SMD硅時(shí)鐘振蕩器的EMC - EMI特性可以通過(guò)使用SoftLevel功能簡(jiǎn)單地調(diào)整輸出信號(hào)的上升和下降而顯著改善，這意味著開(kāi)發(fā)人員不再需要采取昂貴的措施來(lái)改善其應(yīng)用程序的EMC - EMI性能。SMD硅時(shí)鐘振蕩器可以直接放置在現(xiàn)有的PCB布局上。此外，由于VDD范圍為2.25至3.63 VDC，并且標(biāo)準(zhǔn)頻率公差非常嚴(yán)格，因此可以在組件認(rèn)證，采購(gòu)，管理和存儲(chǔ)方面節(jié)省大量資金。

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