CN113517878A - 一种改善时钟信号emc的实现方法及装置 - Google Patents

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康建政
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Abstract

本发明涉及一种改善时钟信号EMC的实现方法及装置，使用具有扩频功能的扩频芯片，在其配置端配置合适的阻值，使其产生一个扩频时钟信号，用该扩频时钟替代MRI系统中的时钟信号，MRI系统中的设备使用这种扩频时钟信号作为内外部时钟信号，从而改善EMC辐射值。其有益效果是：装置设计简单，可以小型化，安装在MRI系统任何设备上，或者嵌入所有带有时钟信号的电路板上，利用扩频技术改善时钟信号的EMC辐射值；相对没有这个扩频功能的设备，在EMC测试中超出很多的传导辐射限值。加上这个设计之后，公司MRI产品认证中EMC辐射值有明显的的改善，没有超出限值的情况发生。

Description

一种改善时钟信号EMC的实现方法及装置
技术领域
本发明涉及一种改善时钟信号EMC的实现方法及装置，特别是一种用于改善MRI系统的时钟信号EMC的实现方法及装置，属于时钟信号技术领域。
背景技术
目前，MRI设备的认证中EMC的测试经常性会有超标的情况，超标的信号大部分都是时钟信号引起的。在电路中，时钟信号都是周期信号，周期性的信号是窄带频谱，特定的频率的辐射值会很高，从而引起EMC测试超标。一旦时钟信号辐射值超标，这在整改中非常的难以处理。现在只有通过增加屏蔽、增加EMC滤波器和高低通滤波等方式来处理，这不但增加成本，也增加调试的时间，有时这种方式的效果并不是很明显。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用扩频技术改善时钟信号的EMC辐射值，从而完美的解决MRI系统时钟信号产生的EMC测试中辐射问题的改善时钟信号EMC的实现方法及装置。
本发明采取以下技术方案：
一种改善时钟信号EMC的实现方法：使用具有扩频功能的扩频芯片，在其配置端配置合适的阻值，使其产生一个扩频时钟信号，用该扩频时钟替代MRI系统中的时钟信号，MRI系统中的设备使用这种扩频时钟信号作为内外部时钟信号，从而改善EMC辐射值。
所述扩频时钟信号的调整范围为50kHz到10MHz；
实现上述方法的装置由一个扩频芯片及匹配电阻组成；
所述扩频芯片采用ADI公司的LTC6908扩频芯片；
所述扩频芯片实现的扩频范围为±10% ；
所述匹配电阻范围在100kΩ到20MΩ之间。
本发明的有益效果是：装置设计简单，可以小型化，安装在MRI系统任何设备上，或者嵌入所有带有时钟信号的电路板上，利用扩频技术改善时钟信号的EMC辐射值；相对没有这个扩频功能的设备，在EMC测试中超出很多的传导辐射限值。加上这个设计之后，公司MRI产品认证中EMC辐射值有明显的的改善，没有超出限值的情况发生。
附图说明
图1是本发明的装置的结构示意图；
图2是实施例中原始时钟和扩频时钟比较图；
图3是实施例中原始时钟频谱和扩频后频谱的幅值比较图；
图4是实施例中1Hz扩频后频谱（深度2%，速度0.001）图；
图5是实施例中1Hz扩频后频谱（深度1%，速度0.001）图；
图6是实施例中扩频后频谱（深度2%，速度0.0001）图。
具体实施方式
实施例：
参照附图1，一种改善时钟信号EMC的实现方法：使用使用ADI公司有扩频功能LTC6908的扩频芯片1，在其配置端配置合适阻值的匹配电阻2，作为改善时钟信号EMC的装置，安装在MRI系统任何设备上，或者嵌入所有带有时钟信号的电路板上，使其产生一个扩频时钟信号，用该扩频时钟替代MRI系统中的时钟信号，MRI系统中的设备使用这种扩频时钟信号作为内外部时钟信号，从而改善EMC辐射值。
所述扩频时钟信号的调整范围为50kHz到10MHz；所述扩频芯片实现的扩频范围为±10% ；所述匹配电阻范围在100kΩ到20MΩ之间。
扩频，就是将窄带频谱扩展为宽带频谱，让能量不集中到某一个频率点，将能量分散到多个频率点。这样可以完美的解决MRI系统时钟信号产生的EMC测试中辐射问题。这也是本发明的价值所在。
我们知道，时钟信号通常都是周期信号，它的频谱就是窄带的，能量集中。要想将它的频谱进行扩宽，那肯定要对时钟信号进行改造，原本的时钟信号每个周期都是一样的，周期时间长度也一样，为Tclk。我们可以对其进行微调，比如先将每个时钟周期比上一个时钟周期的时间加长一点点，累计32个周期之后，再将每个时钟周期比上一个时钟周期缩短一点点，再累计32个周期，如此循环。这样时间一定的话，包含总的时钟周期的个数是不变的，但是里面的时钟信号的每个周期都是不一样的，如图2所示。
从上面的描述可以看到，会有几个参数：
一个是调制速度：就是完成一次循环的时间，也就是64*Tclk，这个时间的倒数就是调制速度对应的调制频率。
一个是调制深度：调制后，会有最长的时钟周期，也有最短的时钟周期，它们相对原始周期长度有一个差值，这个差值除以原来的时钟周期，就是调制深度，是个百分数。
我们让时钟的频率为1，调制速度为时钟的千分之一，即0.001Hz，调制深度为2%。从图3可以看到扩频后的辐射值明显改善。
为了更为清楚的看到扩频之后的频谱，我们对扩频后来个如图4所示的特写。调制之前1Hz的幅度是0.63，调制之后最高幅度为0.15。如果用db来表示，那么就是降低了20log(0.63/0.15)=12.7dB。图4对应的是调制深度为2%，我们降低调制深度为1%，再来看看频谱，如图5所示。
图5调制深度为1%的频谱幅度最高为0.2，如果用db来表示，那么就是降低了20log(0.63/0.2)=9.96dB。
两者对比，可看到，调制深度越大，频谱越宽，幅度越小，对EMC的抑制作用也就越好。
如果调制深度不变，将调制速度从0.001改为0.0001，即降低10倍，调制深度为2%，频谱如图6。
图6频谱幅度最高为0.05，如果用db来表示，那么就是降低了20log(0.63/0.05)=22dB。

Claims (6)

1.一种改善时钟信号EMC的实现方法，其特征是：使用具有扩频功能的扩频芯片，在其配置端配置合适的阻值，使其产生一个扩频时钟信号，用该扩频时钟替代MRI系统中的时钟信号，MRI系统中的设备使用这种扩频时钟信号作为内外部时钟信号，从而改善EMC辐射值。
2.根据权利要求1所述的改善时钟信号EMC的实现方法，其特征是：所述扩频时钟信号的调整范围为50kHz到10MHz。
3.根据权利要求1或2所述的一种改善时钟信号EMC的实现方法的装置，其特征是：由一个扩频芯片及匹配电阻组成。
4.根据权利要求3所述的一种改善时钟信号EMC的实现方法的装置，其特征是：所述扩频芯片采用ADI公司的LTC6908扩频芯片。
5.根据权利要求3所述的一种改善时钟信号EMC的实现方法的装置，其特征是：所述扩频芯片实现的扩频范围为±10% 。
6.根据权利要求3所述的一种改善时钟信号EMC的实现方法的装置，其特征是：所述匹配电阻范围在100kΩ到20MΩ之间。
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CN101164637A (zh) * 2006-10-16 2008-04-23 重庆融海超声医学工程研究中心有限公司 一种可减少对成像设备电磁干扰的超声治疗系统

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