本發(fā)明涉及電學(xué)領(lǐng)域,尤其涉及汽車電子技術(shù),特別是一種長距離時鐘信號EMI抑制電路。
背景技術(shù):
對于時鐘信號的EMI(電磁干擾)抑制方案主要有接地、屏蔽、濾波和展頻幾種傳統(tǒng)方法,但是在汽車電子日益復(fù)雜的環(huán)境下,這幾種傳統(tǒng)方法具有以下缺陷:
1)采用接地方法來抑制EMI:由于車載電子體積比較小,各個功能模塊之間很容易出現(xiàn)串?dāng)_現(xiàn)象,當(dāng)時鐘信號的頻率落入其他模塊的工作頻率范圍內(nèi)時,采用接地方法來抑制EMI會降低其他模塊工作的穩(wěn)定性。
2)采用金屬屏蔽罩來抑制EMI:這種方法只能夠降低相關(guān)模塊輻射出的干擾,對于經(jīng)過長距離PCB走線的時鐘信號,這種方法無法降低通過傳輸線輻射導(dǎo)致的EMI問題。
3)采用濾波方法來抑制EMI:單純使用濾波會降低時鐘信號波形的幅值和相位,會影響電路的工作穩(wěn)定性。
4)采用展頻方法來抑制EMI:這種方法是通過能量擴展,將時鐘信號的峰值能量擴展到一定頻段范圍內(nèi),通過這種方法來降低時鐘峰值的干擾值,但是對于長距離走線的時鐘信號,展頻可能會使更多頻率的干擾信號通過PCB走線和FFC輻射出去,增加EMI的風(fēng)險,其次對于沒有展頻技術(shù)的芯片也無法實現(xiàn)通過展頻來降低時鐘信號峰值的能量。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷,本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能有效抑制長距離走線的時鐘信號的EMI的長距離時鐘信號EMI抑制電路。。
為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明所提供的一種長距離時鐘信號EMI抑制電路,其特征在于:包括信號中繼器、磁珠、第一電阻器、第一電感器、第一電容器、第二電容器、第三電容器、第一鉗位二極管、第二鉗位二極管,及至少一個時鐘信號源;
各個時鐘信號源的輸出端通過磁珠接第一電阻器到信號中繼器的輸入端,并且信號中繼器的輸入端接第一電容器到地;
所述信號中繼器的輸出端接第一鉗位二極管到地,并且信號中繼器的輸出端接第二電容器到地;
所述第一電感器的輸入端接信號中繼器的輸出端,第一電感器的輸出端接第三電容器到地,并且第一電感器的輸出端接第二鉗位二極管到地。
本發(fā)明提供的長距離時鐘信號EMI抑制電路,利用磁珠來吸收高頻干擾,利用電阻與電容構(gòu)成的頻率低通濾波來降低高頻信號能量對外的輻射,利用鉗位二極管來防止靜電浪涌脈沖的干擾,并利用π型濾波器進行整形,可以對時鐘相位偏移校正、提高前端降低的時鐘幅值,還可以濾除處理器芯片反射出的CLK高次諧波信號,能有效抑制長距離走線的時鐘信號的EMI,降低了整體頻域范圍的輻射,同時又不影響時鐘信號的相位和幅度,并且電路成本較低,同時又對EMC輻射等有著很好的抑制效果,同時對于汽車電子內(nèi)部的收音機部分beat noise降低有著很好的抑制效果。
附圖說明
圖1是本發(fā)明實施例的一種長距離時鐘信號EMI抑制電路的電路圖;
圖2是本發(fā)明實施例的一種長距離時鐘信號EMI抑制電路工作時的時鐘信號波形圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖說明對本發(fā)明的實施例作進一步詳細(xì)描述,但本實施例并不用于限制本發(fā)明,凡是采用本發(fā)明的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化,均應(yīng)列入本發(fā)明的保護范圍,本發(fā)明中的頓號均表示和的關(guān)系。
如圖1所示,本發(fā)明實施例所提供的一種長距離時鐘信號EMI抑制電路,其特征在于:包括信號中繼器U1、磁珠ATTN1、第一電阻器R1、第一電感器L1、第一電容器C1、第二電容器C2、第三電容器C3、第一鉗位二極管D1、第二鉗位二極管D2,及至少一個時鐘信號源CLOCK;
各個時鐘信號源CLOCK的輸出端通過磁珠ATTN1接第一電阻器R1到信號中繼器U1的輸入端,并且信號中繼器U1的輸入端接第一電容器C1到地;
所述信號中繼器U1的輸出端接第一鉗位二極管D1到地,并且信號中繼器U1的輸出端接第二電容器C2到地;
所述第一電感器L1的輸入端接信號中繼器U1的輸出端,第一電感器L1的輸出端接第三電容器C3到地,并且第一電感器L1的輸出端接第二鉗位二極管D2到地。
本發(fā)明實施例的工作原理如下:
對于時鐘信號需要長距離傳輸?shù)膽?yīng)用情況,當(dāng)傳輸線長度超過干擾信號波長的1/20時,傳輸線都會作為一根有效的天線將干擾信號發(fā)射出去,為了防止長距離走線導(dǎo)致的輻射發(fā)射超標(biāo),最好的方法就是要在源端減小干擾信號的能量;
時鐘信號源CLOCK的輸出的時鐘信號依次經(jīng)過磁珠ATTN1、第一電阻器R1,磁珠對高頻干擾具有吸收作用,不但可以防止由于諧振引起其他的EMI問題,而且可以防止高頻信號在時鐘信號輸出端通過PCB輻射出去,從而可以避免高頻EMI超標(biāo);第一電阻器R1用于降低時鐘信號的幅值,這樣可以有效的降低基頻能量對外的輻射;第一電阻器R1與第一電容器C1構(gòu)成頻率低通濾波型,進一步降低高頻信號能量對外的輻射;第一鉗位二極管D1用于鉗位信號幅值電壓,使之控制在一定范圍內(nèi);第二鉗位二極管D2用于鉗位信號幅值電壓,使之控制為一定范圍內(nèi),同時防止靜電浪涌脈沖對信號輸入端干擾;第二電容器C2、第一電感器L1、第三電容器C3構(gòu)成π型濾波器,π型濾波器一方面可以用來實現(xiàn)對時鐘相位偏移校正、提高前端降低的時鐘幅值,另一方面也可以濾除處理器芯片反射出的CLK高次諧波信號,防止這些高頻能量通過空間輻射影響整機的EMI性能。
本發(fā)明實施例特別適用于長距離傳輸?shù)臅r鐘信號,能降低整體頻域范圍的輻射,同時又不影響時鐘信號的相位和整體幅值,電路功能和性能得到較好的平衡。
本發(fā)明實施例對于108MHz的正弦波、方波頻率,基頻108MHz及其倍頻108MHz*N(N為奇數(shù)),半倍頻54MHz及其奇倍頻54MHz*N(N為奇數(shù)),27MHz及奇倍頻27MHz*N(N為奇數(shù))、13.5MHz及其奇倍頻13.5MHz*N(N為奇數(shù))這些頻點處的輻射都有很好的抑制效果,對于內(nèi)部的收音機部分94.5MHz、108MHz的beat noise有很好的抑制效果。
本發(fā)明實施例對于54MHz的正弦波、方波頻率,基頻54MHz及其倍頻54MHz*N(N為整數(shù)),半倍頻27MHz及其倍頻27MHz*N(N為整數(shù)),13.5MHz及其倍頻13.5MHz*N(N為整數(shù))這些頻點處的輻射都有很好的抑制效果,對于內(nèi)部的收音機部分94.5MHz、108MHz的beat noise有很好的抑制效果。
圖2是本發(fā)明實施例的長距離時鐘信號EMI抑制電路工作時的時鐘信號波形圖,圖2中的波形S1是時鐘信號源的輸出信號,波形S2是傳輸中的時鐘信號,波形S3是最終輸出的時鐘信號。