沈宗果

摘 要：由時鐘頻率以及多次諧波頻率所帶來的電磁干擾（EMI）超標(biāo)問題已經(jīng)成為了等離子電視設(shè)計中存在的最大問題，當(dāng)前，各大電視設(shè)計廠商都在竭力地尋求解決這一問題的對策與方法。近年來，隨著科技發(fā)展水平的不斷進步，對PCB的布局及其布線在電路上進行改善是解決上述問題的較好方法。除此之外，將頻譜擴展技術(shù)進行應(yīng)用，也是解決上述問題的方法之一?；诖?，就等離子電視模組電磁兼容設(shè)計中的擴頻技術(shù)展開了探討。

關(guān)鍵詞：等離子電視；電磁兼容；擴頻技術(shù)；電磁干擾

中圖分類號：TN949.1 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.08.067

隨著人們對電子產(chǎn)品所提出的要求不斷提高，電子產(chǎn)品的工作頻率以及在相同的產(chǎn)品內(nèi)不同頻率同時運作的現(xiàn)象也呈現(xiàn)出了逐步上升的趨勢，由此所誘發(fā)的EMI問題，也與之呈現(xiàn)出正相關(guān)的趨勢。在電子產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計的早期階段，可以通過多PCB與電路進行改善來解決這一問題，但隨著當(dāng)前電子產(chǎn)品的批量生產(chǎn)和狀態(tài)定型，在采取傳統(tǒng)的改善PCB和電路的方法時就變得較為困難，且成本也相對高昂。目前，已經(jīng)探索出了新的改善方式，即頻譜擴展。該方式與傳統(tǒng)方式相比而言更具操作性，同時也更節(jié)約成本。

1 信號的頻譜與波形

在一段電路中，對于平行線路而言，當(dāng)電流從線路中流過時，電流信號的相反方向即為差模電流；而當(dāng)電流信號方向相同時，則稱之為共模電流，進而導(dǎo)致共模輻射和差模輻射問題的產(chǎn)生。

2 頻譜擴展技術(shù)簡析

2.1 頻譜擴展技術(shù)

頻譜擴展技術(shù)（Spread Spectrum Communication）又稱為擴頻通信，其主要特點為信息傳輸過程中所使用的帶寬與信息本身帶寬相比明顯較大。以擴頻編碼對擴頻調(diào)制進行實現(xiàn)，是信息發(fā)送端頻譜擴展技術(shù)的主要方式；而在信息接收端，主要以相關(guān)的解調(diào)完成對信息的收集工作。在這一過程中存在諸多的優(yōu)點：①表現(xiàn)在人為寬帶干擾上的抵抗性。②表現(xiàn)在隱蔽性上與干擾性上。在較寬的頻帶上，信號實現(xiàn)了擴展，因此單位帶寬上的頻率相對較小，即信號功率譜的密度較低，所以信號可以充分地隱沒在白噪聲之中，不易被發(fā)現(xiàn)，再加上對于擴頻的編碼并不了解，因此，無法對信號進行獲取。同時，功率譜具有相對較小的密度，對于其他設(shè)備也不會形成干擾。碼分多址便可以輕松實現(xiàn)。雖然擴頻通信對寬帶資源進行了占用，對于其抗干擾能力產(chǎn)生了影響，但也充分提高了頻帶的利用率，使得原本異常擁擠的頻譜得到了較為充分的利用，進而較好地實現(xiàn)了頻率的重復(fù)使用。

頻譜擴展的目的：通過對造成電磁干擾的頻率進行調(diào)制，使其頻率的分布范圍在原有的基礎(chǔ)上增寬，進而將此頻率點上的能量于更寬的頻率范圍內(nèi)進行分部，以達到降低或消除電磁干擾問題的最終目的。

頻譜擴展的方法：充分利用系統(tǒng)時鐘內(nèi)的方波信號。方波信號由基頻信號的奇次諧波分量和基頻分量共同構(gòu)成，在上述信號和分量中方波信號所釋放出的能量進行分布。

頻譜的擴展方法必須要受到嚴(yán)格的管控，以保證系統(tǒng)對于時鐘頻率的變換可及時、有效控制，而各峰值以及時鐘周期間的抖動頻率也都應(yīng)該對系統(tǒng)規(guī)格的要求進行嚴(yán)格遵循。

依據(jù)頻譜擴展前、后頻率分布的變化規(guī)律可知，基本頻率點與能量為相對應(yīng)的關(guān)系，當(dāng)頻譜擴展功能被啟用后，與之相對應(yīng)的能量則在規(guī)定的頻段內(nèi)進行分散，而總能量則為基本頻率點上的能量與規(guī)定頻段內(nèi)2倍的能量之和。因此，頻譜在擴展后，基本頻率點上的能量與擴展前相比相對較少，同時，與之相對應(yīng)的多次頻波上的能量也出現(xiàn)了明顯降低，進而達到了對該頻點所誘發(fā)的電磁干擾問題進行較好解決的目的。然而，需要注意的是，頻率變化量是不可以無限制增大的，其改變必須要以系統(tǒng)的可靠性和時鐘頻率的裕量作為依據(jù)，然后進行綜合性的考量。

2.2 關(guān)鍵參數(shù)配置

軟件和硬件的調(diào)制是頻譜擴展技術(shù)中最主要的，同時，也是最關(guān)鍵的兩種類型，通過對軟件和硬件進行調(diào)制，可有效地解決由于時鐘信號基頻信號所誘發(fā)的電磁干擾問題。下面主要對硬件調(diào)制過程中的關(guān)鍵部分及其應(yīng)用展開探討。

在對硬件進行調(diào)制的過程中，存在兩個關(guān)鍵性參數(shù)，即調(diào)制率（modulation rate）和調(diào)制幅度（spread range），上述兩種參數(shù)的調(diào)制主要依靠SSCG芯片來實現(xiàn)。

所謂的“調(diào)制率”，是指當(dāng)頻譜擴展后，在頻率調(diào)制允許的范圍內(nèi)所能做的頻率調(diào)整的基本單位。

所謂的“調(diào)頻幅度”，是指頻譜擴展后，頻率可進行上下波動的取值范圍，通常使用百分比（%）進行表示。

對于頻譜的擴展需要依靠芯片來完成的硬件調(diào)制而言，調(diào)頻幅度和調(diào)頻率的確定需要以芯片的參數(shù)配置表為標(biāo)準(zhǔn)進行，通過對引腳添加上拉或下拉電阻可以有效地實現(xiàn)調(diào)頻幅度和調(diào)頻率的調(diào)整。

針對于不同生產(chǎn)廠家、不同生產(chǎn)批次和不同生產(chǎn)型號的不同的芯片而言，由于存在較大的差別，因此，表現(xiàn)在芯片上的功能也存在較大的差異。比如，部分廠家所生產(chǎn)的芯片具有多種調(diào)制率，而也有一部分廠家，所生產(chǎn)出的芯片僅具有一種調(diào)制率。筆者就不同芯片調(diào)制率所存在的差異，舉實例進行闡述和說明。

T公司在進行電子產(chǎn)品生產(chǎn)的過程中所使用的芯片具有兩種調(diào)制率，而F公司在進行電子產(chǎn)品生產(chǎn)的過程中所使用的芯片則僅具有一種調(diào)制率。

如果我們將輸入頻率設(shè)定為65 MHz，T公司如果選擇SRO=CPO=0，CP1=1，則輸入頻率為65 MHz時，±1.1%即為與其對應(yīng)的調(diào)制幅度。即頻譜擴展后，頻率的取值范圍應(yīng)為（65-65×1.1%）～（65+65×1.1%）MHz，即在63.285～65.715 MHz。而最終的調(diào)制率確定為（65/40×62.89）=102.196 kHz。簡而言之，就是在頻譜擴展的過程中，頻率的調(diào)制范圍處于上述取值范圍之間時，頻率在進行擴展時，所能做的頻率調(diào)整量即為102.196 kHz。

F公司如果選擇的是SRO=MRA=0，SP1=1，則輸入頻率為65 MHz時，±0.75%即為與其對應(yīng)的調(diào)制幅度。即頻譜擴展后，頻率的取值范圍應(yīng)為（65-65×0.75%）～（65+65×0.75%）MHz，即64.512 5～65.487 5 MHz之間。而最終的調(diào)制率確定為（65/40×34.72）=56.42 kHz。

如果選擇SRO=MRA=1，SP1=0，則輸入頻率為65 MHz時，±2%即為與其相對應(yīng)的調(diào)制幅度。即頻譜擴展之后，頻率的取值范圍應(yīng)該為（65-65×2%）～（65+65×2%）MHz，即63.7～66.3MHz之間。而最終的調(diào)制率為（65/40×20.83）=33.85 kHz，則與上述的選擇存在較大的區(qū)別。而T公司所生產(chǎn)出來的產(chǎn)品，無論對SRO、MRA、SP1如何進行變換與調(diào)整，都僅僅存在一種調(diào)制率。因此，在實際應(yīng)用的過程中，作為生產(chǎn)廠商，都應(yīng)該對上述兩個重要的參數(shù)進行合理配置。

3 結(jié)束語

綜上所述，近年來，由于集成電路在進行設(shè)計的過程中，成本控制力度的加強以及集成度不斷提高，因此，采用SSCG芯片外加的方式對時鐘信號所誘發(fā)的電磁干擾問題進行解決，已經(jīng)并不是唯一的選擇。目前，還可以通過主控芯片內(nèi)置擴頻功能對上述所存在的問題進行解決，與此同時，還可以將成本控制在最低水平，以降低時鐘信號所誘發(fā)的電磁干擾問題，同時關(guān)于現(xiàn)場整改等問題上更具操作性。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕