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SG-9101扩频晶振/SS-OSC扩展频谱晶振-降低EMI电磁干扰可调晶振

扩展频谱技术是抗干扰通信中的主要应用技术。扩展频谱时钟晶振是一种可以通过调整时钟频率降低EMI电磁干扰的可编程有源晶振,爱普生在其技术资料中对其英文简称为SS-OSC(Spread-Spectrum oscillator)。

在爱普生的众多石英晶振产品线中,用SG-9101系列命名扩频晶振(SS-OSC)或称为展频晶振,也有人叫做可调晶振。
该系列常规品外部规格尺寸上覆盖了2016、2520(SG-9101CE/CG)、5032(SG-9101CA/CB/LB)、7050(SG-9001CA)等常规贴片尺寸,频率可编程范围0.67MHz~170MHz(每步1ppm),扩展频率范围±0.25%~±4%。各型号全部符合RoHS和REACH环保技术标准。EPSON扩频有源晶振规格书见下方表格:

可调晶振型号 外部
尺寸
[ mm ]
频率范围
[ MHz ]
工作
温度
[ ℃ ]
电源
电压
[ V ]
输出 传播
类型1
传播
类型2
扩散
范围1
[ % ]
扩散
范围2
[ % ]
规格书
SG-9101CG
SG-9101CE
CG : 2520
CE : 3225

0.67~
170

-40~ +85
-40~+105
1.8
2.5
3.3
方波 Center Spread Down Spread +/-0.25
+/-0.5
+/-0.75
+/-1.0
+/-1.5
+/-2.0
-0.5
-1.0
-1.5
-2.0
-3.0
-4.0
pdf
SG-9101CG/CE
SG-9101CB
SG-9101CA
CB :
5032
CA : 7050
pdf
SG-9101CB/CA
SG-9001LB 5032 10~
135
-20~+70 3.3 pdf
SG-9001LB/CA/JC
SG-9001CA 7050 10~
166
pdf
SG-9001LB/CA/JC
SG-9001JC 10.5 x 5.8 pdf
SG-9001LB/CA/JC

通过动态改变时钟频率,有效降低d电磁辐射功率,减少EMI电磁干扰的影响。见爱普生扩展频谱时钟晶体晶振与普通有源晶振波形输出对比图:
扩频晶振与常规有源晶振输出波形对比图

更多详细对比图表,请点击下载由EPSON晶振官网提供的技术资料:pdf《展频晶振与常规有源晶振的优势对比》

扩频晶振内部框图:

 扩展频谱时钟晶振内部框图


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1、利用扩展频谱时钟调制器减少EMI

从本质上说,扩展频谱是一种以调制百分比来衡量的调制方法。例如,0.5%的调制就表示一个100MHz的时钟信号在99.5MHz到100.5MHz之间进行调制。由于100MHz的基频保持在中心频率上,因此称为中心0.5%(б)调制。

扩展频谱方法还必须保证最小时钟周期不会出现冲突。为避免超出系统的最高频率,时钟信号通常在99.5MHz和100MHz范围之间扫描变化,该方法称为向下扩展频谱。在这种情况下,时钟频率的偏离用负的百分比来衡量,此处为-0.5%(б)扩展。

扩展频谱主要用于系统时钟。对于当前400MHz的PC,由于高频时钟需要采用特定的电磁辐射消减措施。SG-9101的展频时钟晶振提供几种类型的调制方式,可以实现б值为±0.5%、±0.75%、±1%、±1.5%、±2%和0.25%的调制,实践证明引入扩展频谱时钟晶体振荡器调制引入的时钟信号抖动很小。

2、采用爱普生SG-9101扩频可调晶振时钟的优势?

相对于其他的EMI抑制技术而言,扩频晶振的系统化特点是其最主要的优点。由扩频可调晶振产生的所有时钟和定时信号也被以同样的比率加以调制。这给整个系统都带来显著的EMI改善效果。在EMC测试中,只改变一个电容或可编程的数字输入就能够调节频率调制度(扩频百分比)。展频晶振的这种可编程特性简化了该技术在产品设计和EMC测试中的使用,还可以减少用于EMI抑制的印刷电路板面积,节省产品成本和面市时间。 建立保持时间只是以定时信号的上升沿为参照的。由于使用扩频技术时上升与下降时间并不改变,故仍可保证严格的建立保持时间界限。采用中心扩频时钟时最高峰值频率将略有提高,不过可以采用向下扩频时钟调制来避免这种变化。 使用扩频晶振的另一个好处是可以在同一产品中进一步集成可编程的EMI抑制和定时功能,使产品的性能更高,成本更低。还有一点好处是能使无线与便携式应用产品投放市场的速度更快。

SG-9101扩频晶振/SS-OSC扩展频谱晶振

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