CN106656115A - 一种长距离时钟信号emi抑制电路 - Google Patents

Abstract

一种长距离时钟信号EMI抑制电路，解决的是抑制时钟信号EMI的技术问题。该电路包括信号中继器、磁珠、第一电阻、第一电感器、第一电容器、第二电容器、第三电容器、第一钳位二极管、第二钳位二极管，及至少一个时钟信号源；各个时钟信号源的输出端通过磁珠接第一电阻到信号中继器的输入端，并且信号中继器的输入端接第一电容器到地；所述信号中继器的输出端接第一钳位二极管到地，并且信号中继器的输出端接第二电容器到地；所述第一电感器的输入端接信号中继器的输出端，第一电感器的输出端接第三电容器到地，并且第一电感器的输出端接第二钳位二极管到地。本发明提供的电路，特别适用于长距离走线的时钟信号。

Description

一种长距离时钟信号EMI抑制电路

技术领域

本发明涉及电学领域，尤其涉及汽车电子技术，特别是一种长距离时钟信号EMI抑制电路。

背景技术

对于时钟信号的EMI（电磁干扰）抑制方案主要有接地、屏蔽、滤波和展频几种传统方法，但是在汽车电子日益复杂的环境下，这几种传统方法具有以下缺陷：

1）采用接地方法来抑制EMI：由于车载电子体积比较小，各个功能模块之间很容易出现串扰现象，当时钟信号的频率落入其他模块的工作频率范围内时，采用接地方法来抑制EMI会降低其他模块工作的稳定性。

2）采用金属屏蔽罩来抑制EMI：这种方法只能够降低相关模块辐射出的干扰，对于经过长距离PCB走线的时钟信号，这种方法无法降低通过传输线辐射导致的EMI问题。

3）采用滤波方法来抑制EMI：单纯使用滤波会降低时钟信号波形的幅值和相位，会影响电路的工作稳定性。

4）采用展频方法来抑制EMI：这种方法是通过能量扩展，将时钟信号的峰值能量扩展到一定频段范围内，通过这种方法来降低时钟峰值的干扰值，但是对于长距离走线的时钟信号，展频可能会使更多频率的干扰信号通过PCB走线和FFC辐射出去，增加EMI的风险，其次对于没有展频技术的芯片也无法实现通过展频来降低时钟信号峰值的能量。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能有效抑制长距离走线的时钟信号的EMI的长距离时钟信号EMI抑制电路。。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种长距离时钟信号EMI抑制电路，其特征在于：包括信号中继器、磁珠、第一电阻器、第一电感器、第一电容器、第二电容器、第三电容器、第一钳位二极管、第二钳位二极管，及至少一个时钟信号源；

各个时钟信号源的输出端通过磁珠接第一电阻器到信号中继器的输入端，并且信号中继器的输入端接第一电容器到地；

所述信号中继器的输出端接第一钳位二极管到地，并且信号中继器的输出端接第二电容器到地；

所述第一电感器的输入端接信号中继器的输出端，第一电感器的输出端接第三电容器到地，并且第一电感器的输出端接第二钳位二极管到地。

本发明提供的长距离时钟信号EMI抑制电路，利用磁珠来吸收高频干扰，利用电阻与电容构成的频率低通滤波来降低高频信号能量对外的辐射，利用钳位二极管来防止静电浪涌脉冲的干扰，并利用π型滤波器进行整形，可以对时钟相位偏移校正、提高前端降低的时钟幅值，还可以滤除处理器芯片反射出的CLK高次谐波信号，能有效抑制长距离走线的时钟信号的EMI，降低了整体频域范围的辐射，同时又不影响时钟信号的相位和幅度，并且电路成本较低，同时又对EMC辐射等有着很好的抑制效果，同时对于汽车电子内部的收音机部分beat noise降低有着很好的抑制效果。

附图说明

图1是本发明实施例的一种长距离时钟信号EMI抑制电路的电路图；

图2是本发明实施例的一种长距离时钟信号EMI抑制电路工作时的时钟信号波形图。

具体实施方式

以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围，本发明中的顿号均表示和的关系。

如图1所示，本发明实施例所提供的一种长距离时钟信号EMI抑制电路，其特征在于：包括信号中继器U1、磁珠ATTN1、第一电阻器R1、第一电感器L1、第一电容器C1、第二电容器C2、第三电容器C3、第一钳位二极管D1、第二钳位二极管D2，及至少一个时钟信号源CLOCK；

各个时钟信号源CLOCK的输出端通过磁珠ATTN1接第一电阻器R1到信号中继器U1的输入端，并且信号中继器U1的输入端接第一电容器C1到地；

所述信号中继器U1的输出端接第一钳位二极管D1到地，并且信号中继器U1的输出端接第二电容器C2到地；

所述第一电感器L1的输入端接信号中继器U1的输出端，第一电感器L1的输出端接第三电容器C3到地，并且第一电感器L1的输出端接第二钳位二极管D2到地。

本发明实施例的工作原理如下：

对于时钟信号需要长距离传输的应用情况，当传输线长度超过干扰信号波长的1/20时，传输线都会作为一根有效的天线将干扰信号发射出去，为了防止长距离走线导致的辐射发射超标，最好的方法就是要在源端减小干扰信号的能量；

时钟信号源CLOCK的输出的时钟信号依次经过磁珠ATTN1、第一电阻器R1，磁珠对高频干扰具有吸收作用，不但可以防止由于谐振引起其他的EMI问题，而且可以防止高频信号在时钟信号输出端通过PCB辐射出去，从而可以避免高频EMI超标；第一电阻器R1用于降低时钟信号的幅值，这样可以有效的降低基频能量对外的辐射；第一电阻器R1与第一电容器C1构成频率低通滤波型，进一步降低高频信号能量对外的辐射；第一钳位二极管D1用于钳位信号幅值电压，使之控制在一定范围内；第二钳位二极管D2用于钳位信号幅值电压，使之控制为一定范围内，同时防止静电浪涌脉冲对信号输入端干扰；第二电容器C2、第一电感器L1、第三电容器C3构成π型滤波器，π型滤波器一方面可以用来实现对时钟相位偏移校正、提高前端降低的时钟幅值，另一方面也可以滤除处理器芯片反射出的CLK高次谐波信号，防止这些高频能量通过空间辐射影响整机的EMI性能。

本发明实施例特别适用于长距离传输的时钟信号，能降低整体频域范围的辐射，同时又不影响时钟信号的相位和整体幅值，电路功能和性能得到较好的平衡。

本发明实施例对于108MHz的正弦波、方波频率，基频108MHz及其倍频108MHz*N（N为奇数），半倍频54MHz及其奇倍频54MHz*N（N为奇数），27MHz及奇倍频27MHz*N（N为奇数）、13.5MHz及其奇倍频13.5MHz*N（N为奇数）这些频点处的辐射都有很好的抑制效果，对于内部的收音机部分94.5MHz、108MHz的beat noise有很好的抑制效果。

本发明实施例对于54MHz的正弦波、方波频率，基频54MHz及其倍频54MHz*N（N为整数），半倍频27MHz及其倍频27MHz*N（N为整数），13.5MHz及其倍频13.5MHz*N（N为整数）这些频点处的辐射都有很好的抑制效果，对于内部的收音机部分94.5MHz、108MHz的beat noise有很好的抑制效果。

图2是本发明实施例的长距离时钟信号EMI抑制电路工作时的时钟信号波形图，图2中的波形S1是时钟信号源的输出信号，波形S2是传输中的时钟信号，波形S3是最终输出的时钟信号。

Claims (1)

1.一种长距离时钟信号EMI抑制电路，其特征在于：包括信号中继器、磁珠、第一电阻器、第一电感器、第一电容器、第二电容器、第三电容器、第一钳位二极管、第二钳位二极管，及至少一个时钟信号源；

各个时钟信号源的输出端通过磁珠接第一电阻器到信号中继器的输入端，并且信号中继器的输入端接第一电容器到地；

所述信号中继器的输出端接第一钳位二极管到地，并且信号中继器的输出端接第二电容器到地；

所述第一电感器的输入端接信号中继器的输出端，第一电感器的输出端接第三电容器到地，并且第一电感器的输出端接第二钳位二极管到地。