擴(kuò)頻時(shí)鐘SSC可以某個(gè)頻點(diǎn)上功率過高而引起的EMI問題嗎

編者注：擴(kuò)頻時(shí)鐘是一個(gè)非常好的器件或者功能，這是對(duì)于EMC工程師而言的，但是對(duì)于SI工程師來講，這可能是導(dǎo)致某些抖動(dòng)增大問題的根源。在早期做項(xiàng)目的時(shí)候，就曾遇到過這類的爭執(zhí)。

EMI是電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師不可繞開的一個(gè)話題。很多工程師在設(shè)計(jì)時(shí)都會(huì)遇到如何減小EMI的影響，使產(chǎn)品能正常的工作或者上市。

當(dāng)然，解決EMI問題的方法非常多，比如做好電路匹配、做好隔離、屏蔽、減緩信號(hào)邊沿變化速率等等。

減緩邊沿變化速率的方法有使用端接的方法、減小信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力、使用擴(kuò)頻時(shí)鐘等。

本文主要分享的是擴(kuò)頻時(shí)鐘。擴(kuò)頻時(shí)鐘（SSC：Spread Spectrum Clock）是為了防止數(shù)字信號(hào)或者時(shí)鐘由于頻譜在某個(gè)頻點(diǎn)上功率過高而引起的EMI問題，所以對(duì)時(shí)鐘或者數(shù)據(jù)的周期進(jìn)行周期性調(diào)制（三角波調(diào)制）。SSC的單位是ppm（百萬分之一個(gè)時(shí)鐘或者一個(gè)數(shù)據(jù)的周期），該值表示最大的時(shí)鐘周期或者數(shù)據(jù)周期為UI*(1+Xppm)。

以前使用SSC都是外部器件，一般在電路上加上SSC器件，如下圖所示：

當(dāng)使用SSC之后，其EMI輻射能量會(huì)顯著降低，并且波峰更加的寬平：

現(xiàn)在很多總線，如USB3.0、QPI、PCIE、SATA、SAS等信號(hào)都支持SSC功能，并不需要在外部添加額外的SSC器件。使用SSC功能可以大幅降低無用的輻射，從而減少旁路電容、扼流圈、磁珠以及屏蔽罩等其他抑制干擾組件的使用，這樣能有助于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品快速上市，并且能使產(chǎn)品小型化。

在某些高速串行總線測試時(shí)，也會(huì)針對(duì)SSC項(xiàng)進(jìn)行測試，如下圖則為SB3.0 5Gbps 使用CP1 碼型測量SSC 的結(jié)果：

當(dāng)然，為什么要針對(duì)性的測試呢？其中一個(gè)重要原因就是SSC確實(shí)能抑制EMI的影響，但是會(huì)導(dǎo)致信號(hào)的抖動(dòng)增加。如果抖動(dòng)過大或者超過總線規(guī)范要求時(shí)，這就有可能導(dǎo)致信號(hào)的誤碼增加，進(jìn)而影響到電子產(chǎn)品系統(tǒng)的穩(wěn)定性。所以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，要平衡EMI的表現(xiàn)和SI的性能。

審核編輯：劉清