DSP系统中的EMC和EMI的解决方案

发布时间:2018-11-22 阅读量:781 来源: 发布人:

对于高速DSP而言,降低噪音是最重要的设计准则之一。来自任何噪声源的过大噪音,都会导致随机逻辑和锁相环(PLL)失效,降低可靠性。还会导致影响FCC认证测试的辐射干扰。此外,除错一个噪音很大的系统是极端困难的;因此,要消除噪音──若能彻底消除的话──将要求在电路板设计中花费大量心血。


在音视讯系统中,即便是比较小的干扰,也会对最终产品的性能产生显著影响。例如,音讯撷取和播放系统中,性能将取决于所用音讯编译码的质量、电源噪音、PCB布线质量、相邻电路间的串扰大小等。而且,采样频率的稳定度要求也非常高,以避免出现不希望的杂音,如在播放和撷取时的‘砰砰’声和‘喀嚓’声。


DSP系统中的EMC和EMI的解决方案

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在视讯系统中,主要的挑战是消除色彩失真、60Hz‘嗡嗡’声以及音讯敲击声。这些对高质量视讯的系统都是有害的,例如安全监控方面的应用。实际上,上述这些问题通常都与视讯电路板的设计不良有关,包括:电源噪音传到视讯的DAC输出上;音讯播放引起电源瞬变;音讯讯号耦合到高阻抗的视讯电路讯号在线。  


这些典型的视讯问题源包括:同步和画素频率的过冲和欠冲;影响色彩的编译码和画素频率抖动;缺少端接电阻的影像失真;音视讯隔离较差引起的闪烁。  

音视讯应用容易产生的噪音干扰问题,对于所有要求具有很低误码率的通讯系统来说也是常见的。在通讯系统中,辐射不仅仅产生EMI问题,还会阻塞其它的通讯讯息信道,引起伪讯息信道检测。采用适当的电路板设计、屏蔽技术以及RF和混合的模拟/数字讯号的隔离等技术,就可以解决这些挑战。  

在高速DSP系统中有许多潜在的开关噪声源,包括:讯号线间的串扰;传输线效应引起的反射;退耦电容不合适引起的电压降低;高电感的电源线,振荡器和锁相环电路;开关电源;线形调整器不稳定性所引起的大容性负载;磁盘驱动器。  

这些问题由电耦合和磁耦合共同产生。电耦合的产生是由于相邻讯号和电路的寄生电容和互感所引起,而磁耦合的形成是由于相邻的讯号线形成辐射天线所导致。如果辐射干扰足够强的话,将会导致能够摧毁其它系统的EMI问题。  

当高速DSP系统中的噪音无法根本消除时,则应该将其减到最小。电子零组件内部都有噪音,故仔细选择组件特性,并选用适当的组件至关重要。除了正确选择组件外,还有两种通用的技术,即PCB布线和回路退耦可协助控制系统噪音。一个优秀的PCB布线将降低噪音通道产生的可能性。

另外,还减少了能够传播到印刷线和电流回路上的辐射,退耦可避免相邻电路产生的噪音影响。最好的方法是从源头上滤除噪音,不过也可以使相邻的电路对噪音不感应或消除噪音的耦合通道。以下将讨论几种可解决由系统噪音和EMI引发之常见问题的技术。  

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