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SG-9101擴頻晶振/SS-OSC擴展頻譜晶振-降低EMI電磁干擾可調晶振

擴展頻譜技術是抗干擾通信中的主要應用技術。擴展頻譜時鐘晶振是一種可以通過調整時鐘頻率降低EMI電磁干擾的可編程有源晶振,愛普生在其技術資料中對其英文簡稱為SS-OSC(Spread-Spectrum oscillator)。

在愛普生的眾多石英晶振產品線中,用SG-9101系列命名擴頻晶振(SS-OSC)或稱為展頻晶振,也有人叫做可調晶振。
該系列常規品外部規格尺寸上覆蓋了2016、2520(SG-9101CE/CG)、5032(SG-9101CA/CB/LB)、7050(SG-9001CA)等常規貼片尺寸,頻率可編程范圍0.67MHz~170MHz(每步1ppm),擴展頻率范圍±0.25%~±4%。各型號全部符合RoHS和REACH環保技術標準。EPSON擴頻有源晶振規格書見下方表格:

可調晶振型號 外部
尺寸
[ mm ]
頻率范圍
[ MHz ]
工作
溫度
[ ℃ ]
電源
電壓
[ V ]
輸出 傳播
類型1
傳播
類型2
擴散
范圍1
[ % ]
擴散
范圍2
[ % ]
規格書
SG-9101CG
SG-9101CE
CG : 2520
CE : 3225

0.67~
170

-40~ +85
-40~+105
1.8
2.5
3.3
方波 Center Spread Down Spread +/-0.25
+/-0.5
+/-0.75
+/-1.0
+/-1.5
+/-2.0
-0.5
-1.0
-1.5
-2.0
-3.0
-4.0
pdf
SG-9101CG/CE
SG-9101CB
SG-9101CA
CB :
5032
CA : 7050
pdf
SG-9101CB/CA
SG-9001LB 5032 10~
135
-20~+70 3.3 pdf
SG-9001LB/CA/JC
SG-9001CA 7050 10~
166
pdf
SG-9001LB/CA/JC
SG-9001JC 10.5 x 5.8 pdf
SG-9001LB/CA/JC

通過動態改變時鐘頻率,有效降低d電磁輻射功率,減少EMI電磁干擾的影響。見愛普生擴展頻譜時鐘晶體晶振與普通有源晶振波形輸出對比圖:
擴頻晶振與常規有源晶振輸出波形對比圖

更多詳細對比圖表,請點擊下載由EPSON晶振官網提供的技術資料:pdf《展頻晶振與常規有源晶振的優勢對比》

擴頻晶振內部框圖:

 擴展頻譜時鐘晶振內部框圖


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1、利用擴展頻譜時鐘調制器減少EMI

從本質上說,擴展頻譜是一種以調制百分比來衡量的調制方法。例如,0.5%的調制就表示一個100MHz的時鐘信號在99.5MHz到100.5MHz之間進行調制。由于100MHz的基頻保持在中心頻率上,因此稱為中心0.5%(б)調制。

擴展頻譜方法還必須保證最小時鐘周期不會出現沖突。為避免超出系統的最高頻率,時鐘信號通常在99.5MHz和100MHz范圍之間掃描變化,該方法稱為向下擴展頻譜。在這種情況下,時鐘頻率的偏離用負的百分比來衡量,此處為-0.5%(б)擴展。

擴展頻譜主要用于系統時鐘。對于當前400MHz的PC,由于高頻時鐘需要采用特定的電磁輻射消減措施。SG-9101的展頻時鐘晶振提供幾種類型的調制方式,可以實現б值為±0.5%、±0.75%、±1%、±1.5%、±2%和0.25%的調制,實踐證明引入擴展頻譜時鐘晶體振蕩器調制引入的時鐘信號抖動很小。

2、采用愛普生SG-9101擴頻可調晶振時鐘的優勢?

相對于其他的EMI抑制技術而言,擴頻晶振的系統化特點是其最主要的優點。由擴頻可調晶振產生的所有時鐘和定時信號也被以同樣的比率加以調制。這給整個系統都帶來顯著的EMI改善效果。在EMC測試中,只改變一個電容或可編程的數字輸入就能夠調節頻率調制度(擴頻百分比)。展頻晶振的這種可編程特性簡化了該技術在產品設計和EMC測試中的使用,還可以減少用于EMI抑制的印刷電路板面積,節省產品成本和面市時間。 建立保持時間只是以定時信號的上升沿為參照的。由于使用擴頻技術時上升與下降時間并不改變,故仍可保證嚴格的建立保持時間界限。采用中心擴頻時鐘時最高峰值頻率將略有提高,不過可以采用向下擴頻時鐘調制來避免這種變化。 使用擴頻晶振的另一個好處是可以在同一產品中進一步集成可編程的EMI抑制和定時功能,使產品的性能更高,成本更低。還有一點好處是能使無線與便攜式應用產品投放市場的速度更快。

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