彼得曼SMD硅时钟振荡器如何改善EMC–EMI

PETERMANN晶振的每个产品设计师每天都必须处理电磁兼容性（EMC）或电磁干扰（EMI）问题，尤其是在使用石英振荡器等频率确定组件时。安装在石英晶体振荡器中的IC产生陡峭、锋利的侧面，并产生强烈的谐波泛音。扩频振荡器是解决这一问题的一种方法，但在许多应用中，它们无法使用。例如，对于±0.5%的中心扩展，输出频率在fout±0.5%的范围内进行调制。给定频率为33.333或66.666 MHz，±0.5%的频率调制意味着频率调制范围为33.333MHz±166.665kHz或6.6666 MHz±333.330kHz——对于精确计时来说太大了。这些应用通常只允许±50 ppm，或者换句话说，小于100倍。±50ppm的频率稳定性相当于33.333MHz下±1.66665 kHz的公差，或66.666MHz下±3.3333kHz石英晶振的公差。在这种情况下，到目前为止，开发人员不得不采取非常昂贵的措施来减少EMC–EMI。这已经没有必要了。Landsberg am Lech的Petermann Technik基于创新的IC技术——下一代时钟——提供了一系列具有SoftLevel输出信号的高度多样化的SMD硅时钟振荡器。SoftLevel技术是一种可编程输出信号，其中LVCMOS输出信号的谐波泛音可以通过延长上升时间（trise）和下降时间（tfall）来显著降低。SoftLevel技术允许根据各自的客户要求精确调整输出信号。

软级别功能的作用

图1显示了LVCMOS输出信号的周期t，其中trise和tfall在20%和80%之间。图2显示了在+3.3 VDC电源电压下，与软电平LVCMOS输出信号（蓝线）相比，有源晶振，正常LVCMOS方波信号（红线）的侧面轮廓。该图清楚地显示了SoftLevel函数如何绕过方波的边缘（产生类似鲨鱼鳍的形状），从而显著降低谐波泛音。图3显示了EMC–EMI衰减（奇次谐波泛音）与输出信号周期t的关系。trise和tfall与时钟信号的周期t成比例地表示。

trise和tfall可以在t的0.05至0.45（5%至45%）的范围内延长。如果trise和tfall与基本信号相比延长5%，则信号形状非常接近原始方波信号。在高达45%的延长时，输出信号的形状越来越像鲨鱼鳍，并且在11次谐波泛音时EMC–EMI衰减大于-60 dB。对trise和tfall进行如此简单的调整是一个巨大的价值。

SoftLevel函数让开发者付出了什么代价？

没有，因为SoftLevel功能是LPO、LPOP、HTLPO、WTLPO、UPO、HTLPO-AUT和WTLPO-AUT系列SMD硅时钟振荡器的标准功能。（AUT=AEC-Q100中定义的汽车）。这些振荡器系列还可在尺寸为7毫米x 5毫米、5毫米x 3.2毫米、3.2毫米x 2.5毫米、2.5毫米x 2.0毫米和2.0毫米x 1.6毫米贴片晶振的标准外壳中使用，因此可以放置在现有的PCB布局上，作为石英振荡器的直接替代品。

为了让PETERMANNTECHNIK的内部工程部能够根据应用程序的具体需求为客户提供最佳建议并对产品进行编程，开发人员必须在应用程序中始终准确说明他可以接受的trise/tf。正是这种编程——trise/tball的延长——实现了谐波泛音衰减。在SMD硅时钟振荡器电路设计中，Petermann Technik的专家建议在电源电压和接地引脚之间使用0.1μF去耦电容器。这大大减少了电源电压的影响。

SMD硅时钟振荡器的其他优势

上述系列的SMD硅时钟振荡器也可用于2.25至3.63 VDC的电源电压范围。振荡器可以由该VDD范围内的任何电源电压驱动（例如2.5 VDC±10%、2.8 VDC±10%，3.0 VDC±10%或3.3 VDC±10%）。因此，产品开发人员只需要将一个振荡器限定为四个经典电源电压。这一标准功能为开发人员节省了大量的组件鉴定资金，为供应链经理节省了大量资金，用于采购、管理和存储数量少得多的组件。

批量购买的零部件价格较低。当然，SoftLevel功能也可以作为标准功能在2.25到3.63 VDC的VDD范围内使用。作为另一个标准功能，贴片晶体SMD硅时钟振荡器具有非常严格的频率公差，例如±20 ppm@?40/85°C、±30 ppm@?40/105°C和±50 ppm@?40/125°C。当然，AEC-Q100兼容振荡器（HTLPO-AUT和WTLPO-AUT）也具有上述所有功能。

SMD硅时钟振荡器的EMC–EMI特性可以通过使用SoftLevel功能免费调整输出信号的trise和tfall来显著改善，这意味着开发人员不再需要采取昂贵的措施来提高其应用程序的EMC–电磁干扰性能。SMD硅时钟振荡器可以直接放置在现有的PCB布局上。此外，考虑到2.25至3.63 VDC的VDD范围和非常严格的标准频率公差，可以为部件鉴定、采购、管理和存储节省大量资金。