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扩频晶体振荡器可以降低产品辐射的原理是什么？

2020.4.11

晶体振荡器

一百多年前人们就已经发现,一些有害物质对人体的损害,到了近代辐射成为闻之色变的放射性有害物质.众所周知,智能手机,电脑,部分家电都是带有辐射的,只是比较微弱,是因为晶振厂家安装了可以降低辐射的元件,扩频晶体振荡器是其中一种.辐射发射发生在具有不断变化的电信号辐射发射的任何电子设备中.如果PC主板的时钟以一定的频率运行,它将以主振荡器的频率为中心辐射射频能量。

在20世纪80年代和90年代,从微波炉到手机的电子设备激增.这些设备之间的交叉干扰成为一个问题.微波炉干扰了心脏起搏器,而有线调制解调器干扰了无绳电话.同样,计算机监视器辐射足够的射频能量,干扰其附近的大多数其他电子设备.美国联邦通信委员会和其他监管机构(如欧洲的电磁兼容性(EMC)机构)对所有电子产品中的这些排放做出了更严格的规定.在美国,FCCPart68规定了工业和商业电子设备.第68部分,A类涉及工业环境中使用的设备,而第68部分,B类涉及消费品.本文仅关注B类电子产品。

定义:

辐射敏感性是指一块电子设备对来自外部RF能源的接口的敏感性.辐射发射是由电脑或监视器等电气设备无意辐射的射频能量,这可能对另一部电气设备产生一些影响.EMC(电磁兼容性):电子设备成为“良好的电磁邻居”的能力:它既不会引起电磁干扰,也不会受到电磁干扰(在适用标准的限制范围内)。

EMI(电磁干扰):来自电磁辐射的无用噪声

如果测量来自PC主板的辐射RF能量,则存在石英晶体振荡器中心频率的辐射尖峰。消费品的FCC要求(FCC第68部分,B类)要求在任何给定频率下辐射发射必须低于规定的最大值。

减少辐射的传统老式方法涉及遏制.个人计算机使用其接地的钢制机柜作为屏蔽来拦截和消散主板辐射的能量.封闭式电子设备中使用的塑料柜通常涂有金属层并接地以达到相同的目的.随着电子产品的激增和变得越来越小,遏制技术变得越来越难以实现.电子设备的更高时钟速度包括更高的谐波频率,迫使设计人员使用诸如屏蔽,EMI滤波和仔细的电路布局等技术来减少辐射发射.随着消费电子产品的萎缩,这种方法变得昂贵且难度更大.需要一种新方法来减少这些峰值辐射.通过扩散或抖动系统时钟的频率,辐射发射可以在窄频谱上“模糊”,从而减少任何一个频率的峰值辐射发射.这简化了设计工程师的任务并降低了制造产品的成本.在过去几年中,使用扩频晶体振荡器来减少峰值辐射,从PC主板到打印机的各个环节都得到了普及。

振荡器扩频晶体

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