有些信号还产生引起串扰的高频谐波。由于辐射的能量正比于信号的上升和下降时间,较慢的上升或下降时间引起的干扰将较小。图6显示出视频干扰的实例,这些干扰可能由内部时钟的辐射所引起。在北美地区第二频道中,18.432MHz的音频时钟的三次谐波,将产生如图中左侧所示的干扰。通过在音频时钟印制线上增加一个串联电阻来放慢时钟的上升和下降时间,减小了干扰,其结果如图6中的右侧所示。不过,设计师需要了解定时裕度,以便于将上升和下降沿降低到系统所允许的限度内。

如何避免数字信号处理DSP系统中的噪声和EMI干扰

图6:解决音视频串扰。

与串扰相关的是传输线效应,这种效应在高速印制线变成产生辐射干扰的发射器时产生。通常,当信号的上升时间小于传播延迟的2倍时,印制线才发射信号。这就暗示出了一个经验,即为了减小传播延迟,印制线的长度应尽可能短。另一个是合理的信号端接将减慢信号的上升时间,从而将反射引起的过冲和欠冲减到最小。图7显示了如何利用并行端接来校正电平并将传输线效应减到最小。

如何避免数字信号处理DSP系统中的噪声和EMI干扰

图7:利用端接将传输线效应减到最小。

设计师可能会质疑,既然芯片内部已经集成了电阻,在外部端接负载电阻是否还有其重要性。实际上,除了控制传输线效应外,外部电阻还可以实现信号完整性的精密调整。DSP无法与电路板阻抗完全匹配,因此端接负载可以减小源电流,以及上升和下降时间。

与外部端接负载电阻一样,外部的上拉和下拉电阻也是重要的。对于无连接的引脚来说,虽然内部的上拉和下拉电阻是足够的,但高速开关噪声能够传过来,并会误触发连接端上的内部逻辑。

控制EMI

能够辐射到系统外的辐射被认为是EMI,这可能使设计无法通过FCC认证。有两种可能的辐射:一种是发射源是一条直线型的信号印制线,或者电缆的共模辐射,另一种是其信号和回路构成一个大电流环路的差分模式辐射。共模辐射随着频率的升高而降低,而差分模式辐射则随着频率的升高而增强,直到其饱和点。这两种模式的辐射如图8和9所示。

如何避免数字信号处理DSP系统中的噪声和EMI干扰

图8:共模辐射。

如何避免数字信号处理DSP系统中的噪声和EMI干扰

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