(1) 改变10MHz时钟脉冲信号的上升时间
图2-4-6显示了减缓波形上升速度会使B点朝较低频率侧移动,从而抑制谐波电平。图2-4-8提供了通过计算确认这个趋势的示例。
此处的谐波是以10MHz循环频率、50%占空比和1V电压大小为基础进行计算的。图片左侧显示了假设的信号波形,中间显示了谐波频谱的计算结果。就像图2-4-7一样,右图显示了将频率轴转换为对数轴的结果。右图以点的形式显示了每个频谱,并叠加了图2-4-7所示的包络线。假设使用频谱分析仪测量频谱电平,并使用有效值进行计算。下列所有数据也同样如此。
(2) B点出现在30MHz处(上升时间为10ns)
图2-4-8(a)显示了快速上升的情况(tr =0.1ns),而(b)显示了缓慢上升的情况(tr =10ns)。根据图2-4-6中的公式计算出来的包络线B点在条件(a)下大约为3GHz,其明显偏离了图表的显示范围(超大1GHz)。在条件(b)下B点大约为30MHz。 图2-4-8(a)的计算结果表明,谐波频谱仅仅是以20dB/dec的速率下降。此外,已经确认在图表的显示范围内(超大1GHz)无法看到B点。
相反,图2-4-6(b)的计算结果表明,谐波在30MHz以上的频率范围内以40dB/dec的速率急剧下降。此处附近可能存在一个拐点,即B点。
(3) 在500MHz时下降20dB或更多
相互对比中间的频谱,除了较低频率侧非常小的范围外,其它频率范围内信号上升较慢的(b)的谐波电平变小。在500MHz处相差高达20dB以上。
根据上述计算结果,减缓信号上升速度对抑制谐波很有效。要建立噪声更少的电路,一个有效的方法是在不妨碍电路运作的范围内,选择速度尽可能慢的IC。也可配备信号用EMI静噪滤波器。
图2-4-8 上升速度改变时谐波的变化(计算值)