标签: 时钟信号

时钟信号在电子产品种经常存在，晶振，音频时钟信号I2S，视频时钟PCK等。时钟信号会在产品中产生辐射。时钟信号一般高频率，而且为方波，上升沿时间比较短，能量比较强，会产生很大的辐射。而且时钟信号用近场探头频谱分析仪观察会观察到很多时候是倍频率点超标。例如看下面辐射探测波形看到一根根细线，明显看出是PCB板上时钟信号辐射超标。 1，2，3，4，5超标细线间距相隔差不多相等，确定是某信号倍频率点超标。读出超标频率点果然是11.288M信号的倍频点。实际频率为135.73M,146.4M,158.0M,169.6M,180.3M。 仔细查PCB发现是板上I2S的MCLK信号。此信号子lay板时候也考虑到需要重点处理。在板上走线走在内层，而且包GND处理，走线尽量短，为什么还有这么大的辐射呢。再仔细用近场探头探测发现此信号在一小段辐射最厉害。为什么呢。示波器测试这一段的波形信号很好，完全是方波。原来，此产品系统CPU端电平都是1.8v，输出的mclk信号为1.8v电平，但是到后级的dsp音频系统处理是3.3v的，所以用了电平转换IC,IC输入级MCLK信号为正弦波样，但是经过转换IC输出后为标准的方波，信号虽好辐射自然强。输出端我们也预留了磁珠和对GND电容，尝试用磁珠+电容或者电阻+电容匹配，匹配后信号波形会有很大改善，辐射也会降低很多，但是不是很稳定。匹配后虽然在这个倍频点会降低很多，但是其它频率点辐射会超标。而且相同的匹配参数，在一台机器上匹配后测试辐射是合格的，但是在另外一台机器上可能辐射又超标。而且匹配的时候还要首先考虑信号波形，否则会导致信号不能满足要求导致整个系统没有声音输出。所以尝试芯片源端软件做展频处理，软件反馈芯片不支持。尝试用展频IC,不知有没有合适信号推荐或者有没有效果？发现此问题还有点棘手。

本文作者：陈德恒 一博科技高速先生团队成员   转载请注明！     “布线空间太小啦，内层走不下了，我走一些线去表底层吧。”   “不行，这个产品要过EMC检测的。”   “你看板子上已经密密麻麻都是线，好多都做到2W了，这还没绕线呢，实在不行要加到八层板了！”   “呃…好吧，那走一些去表底层吧，但是一定要保证时钟信号和DQS信号走内层，间距一定要做到3W以上，四面要包地，包地线地孔间距不能大于100mil……”   “……”   以上的对话大家应该都碰到过吧？确实在大量的工程实践中，时钟信号是最容易出问题的。特别是在过EMC的时候，只要有问题，第一反应就是时钟。   那除去时钟信号本身在系统中占的重要地位之外，到底是什么让时钟信号如此的金贵呢？   有一种说法是时钟信号的上升沿会比数据信号陡，事实是这样的吗？     让我们来看一下MT41J256M16V80A颗粒的情况，蓝色的是DQS信号，红色是DQ信号。两条曲线完全就是重合的啊，看来时钟信号的上升沿并不比数据信号的陡嘛。   那么问题出在哪儿呢？   我们知道，时钟信号是一个脉冲信号，而数据信号是伪随机码。在较长的时间轴上他们表现出来的形态是这样子的：     “时钟信号的上升下降沿比数据信号的多！所以它的干扰大。”   好吧，可以这样解释。但是“高速先生”是不会只满足于给出一个这样的结论的。   让我们把视角从时域转移到频域。将时钟信号和数据信号做傅里叶变换后：     是的，数据信号的频谱均匀分布在5倍带宽的频带上，而时钟信号的频谱则集中在信号的倍频处。   连续的几米高的浪花可以用来冲浪，而突然的一个十几米的浪，可就是海啸了。   嗨，为了让这金贵的时钟不要酿成海啸，“攻城狮”们只能跟他拼了。     “看得懂的高速设计”是一个自媒体品牌，由一博科技出品。我们用最浅显易懂的方式讲述高速设计的理论与案例。有问题，请微信与我交流，或回复本文。 微信公众号：一博_看得懂的高速设计

本文作者：陈德恒  一博科技高速先生团队成员     转载请注明！     “布线空间太小啦，内层走不下了，我走一些线去表底层吧。”   “不行，这个产品要过EMC检测的。”   “你看板子上已经密密麻麻都是线，好多都做到2W了，这还没绕线呢，实在不行要加到八层板了！”   “呃…好吧，那走一些去表底层吧，但是一定要保证时钟信号和DQS信号走内层，间距一定要做到3W以上，四面要包地，包地线地孔间距不能大于100mil……”   “……”   以上的对话大家应该都碰到过吧？确实在大量的工程实践中，时钟信号是最容易出问题的。特别是在过EMC的时候，只要有问题，第一反应就是时钟。   那除去时钟信号本身在系统中占的重要地位之外，到底是什么让时钟信号如此的金贵呢？   有一种说法是时钟信号的上升沿会比数据信号陡，事实是这样的吗？     让我们来看一下MT41J256M16V80A颗粒的情况，蓝色的是DQS信号，红色是DQ信号。两条曲线完全就是重合的啊，看来时钟信号的上升沿并不比数据信号的陡嘛。   那么问题出在哪儿呢？   我们知道，时钟信号是一个脉冲信号，而数据信号是伪随机码。在较长的时间轴上他们表现出来的形态是这样子的：     “时钟信号的上升下降沿比数据信号的多！所以它的干扰大。”   好吧，可以这样解释。但是“高速先生”是不会只满足于给出一个这样的结论的。   让我们把视角从时域转移到频域。将时钟信号和数据信号做傅里叶变换后：     是的，数据信号的频谱均匀分布在5倍带宽的频带上，而时钟信号的频谱则集中在信号的倍频处。   连续的几米高的浪花可以用来冲浪，而突然的一个十几米的浪，可就是海啸了。   嗨，为了让这金贵的时钟不要酿成海啸，“攻城狮”们只能跟他拼了。     关于高速先生：高速先生团队，来自一博科技。我们用最浅显易懂的方式讲述高速设计的理论与案例。有问题，请微信与我交流，或回复本文。 微信公众号：一博_看得懂的高速设计