從1月份到現(xiàn)在，全球都被這個(gè)病毒鬧的不安生，地球村背景下，能獨(dú)善其身？都是環(huán)環(huán)相扣，一個(gè)一個(gè)的在封，然后一堆材料開(kāi)始告急，特別是一個(gè)小國(guó)家，這一鬧，怎么弄？天朝，產(chǎn)生鏈算完整的，但一些關(guān)鍵元器件國(guó)外在把持著，根本無(wú)貨。

今天跟兄弟們聊聊時(shí)鐘。

大部分的技術(shù)資料都會(huì)告訴你，EMC設(shè)計(jì)重要點(diǎn)關(guān)注時(shí)鐘

為什么？因?yàn)槭菚r(shí)鐘是EMC三要素中重要的騷擾源，所以要重點(diǎn)對(duì)待。

圖示是標(biāo)準(zhǔn)理論方波的時(shí)域和頻域波形，我們根據(jù)波形的頻譜來(lái)做具體的設(shè)計(jì)。大部分情況下，我們時(shí)鐘都是奇次諧波能量高，理論上偶次諧波為0，但事實(shí)上做不到。所以就單端時(shí)鐘而言，設(shè)計(jì)主要集中在奇次諧波上。

(1)你可以在時(shí)域內(nèi)衰減幅度A，從而降低各諧波的幅度，實(shí)現(xiàn)頻域內(nèi)的降低

(2)你可以通過(guò)加旁路電容，減緩上升沿，吸收雜波。

這是騷擾源能量降低基本的手法，也是最省心的，所以許多兄弟看到時(shí)鐘就一頓猛操作，遠(yuǎn)場(chǎng)一看有點(diǎn)效果，都非常的開(kāi)心，有時(shí)候?yàn)榱诉_(dá)到某個(gè)裕量，揍的有點(diǎn)狠，比如電容加個(gè)100PF,電阻串上100ohm，甚至更大。當(dāng)速率比較低的時(shí)候，系統(tǒng)是勉為其難的在工作，時(shí)間長(zhǎng)了，系統(tǒng)工作是非常不穩(wěn)定的。

你修的圖時(shí)域波形可能就像上圖一樣，已經(jīng)快變形了，速率慢的時(shí)候負(fù)載端能正常識(shí)別，到了一定程度，基本就掛了，所以整改時(shí)悠著點(diǎn)。

圖示是晶體的基本原理圖，除了原理上需要的R3、C1和C2之外，R1、 R2和C3組成了基本的EMC電路，大部分情況下還會(huì)多一個(gè)C4給R1(沒(méi)找到圖,懶得重新畫(huà))。大部分兄弟都會(huì)盯著這四個(gè)器件一頓狂揍，某些時(shí)候效果很明顯，你可能就差哪幾個(gè)db，然后就沒(méi)有然后了。

上圖是晶振的基本原理圖，電源VDD大部分情況下會(huì)做成圖示的那樣，LC濾波，但我們建議你最好做成PAI型濾波，去耦和旁路同時(shí)去做，電容從高到低都配上（高頻、中頻和低頻都配上）。輸出端的RC是標(biāo)配，兄弟們都會(huì)根據(jù)自己的測(cè)試結(jié)果來(lái)調(diào)整。

上面的內(nèi)容是不是都懂，都會(huì)，好像不用我太多說(shuō)。

咳咳

以我個(gè)人多年的經(jīng)驗(yàn)，這兩個(gè)源做基本的衰減和濾波足矣，不必過(guò)頭。

先回憶一下楊老師的經(jīng)典公式

公式中差模輻射因其跟信號(hào)整個(gè)環(huán)路相關(guān)，如果你的電路都是短距離傳輸?shù)?，比如我們上面討論的?qū)動(dòng)時(shí)鐘，都離IC很近，那么其差模分量還是很小的。盡管能量不高，但我們還是很注重在PCB設(shè)計(jì)時(shí)控制其環(huán)路面積，所以大部分的guideline都會(huì)要求你盡量靠近IC。共模輻射與天線長(zhǎng)度成正比，大部分兄弟都會(huì)忽略這一點(diǎn)，因?yàn)樵趯?shí)際電路中并沒(méi)有明顯異常的天線在。

但是大部分的EMI問(wèn)題都是因?yàn)槎啻未當(dāng)_耦合的問(wèn)題，這句話是不是耳熟，因?yàn)槲抑v課時(shí)常說(shuō)，老工程師也這么說(shuō)。其中重要的原理就是時(shí)鐘電路周?chē)嬖谠S多未知的L,因?yàn)楣驳睾凸搽娫吹膯?wèn)題，這些能量會(huì)多次串?dāng)_找到一個(gè)合適的L發(fā)射出去。

然后就出現(xiàn)了類(lèi)似上圖的現(xiàn)象，是不是常見(jiàn)，這種情況，你把時(shí)鐘揍死了，看到的效果都一般般。然后有兄弟感慨，為啥我處理半天時(shí)鐘咋沒(méi)反應(yīng)呢，我的時(shí)鐘明明就對(duì)應(yīng)著他呀。老工程師會(huì)心一笑，too young。

為了減小后期一些莫名其妙的串?dāng)_，所以會(huì)對(duì)時(shí)鐘電路周?chē)鲆恍┮?guī)則限制。上面是另一經(jīng)典的圖，許多老師都會(huì)引用，結(jié)合我們上面說(shuō)的原理，這時(shí)候理解這個(gè)圖是不是輕松多了。為了降低時(shí)鐘電路能量可能的串?dāng)_，首先需要多層GND平面盡量多拾取時(shí)鐘電路產(chǎn)生的能量（自行腦補(bǔ)這部分電路產(chǎn)生的電力線和磁力線分布圖)，這部分能量盡量少往空中耦合，必要的時(shí)候可以采用局部屏蔽（示意圖中有BUFFER)。其次盡量將時(shí)鐘線走到內(nèi)層（原理同樣是控制電力線和磁力線在空中的分布）。

上述的要求，相對(duì)來(lái)說(shuō)容易做到，基本沒(méi)有歧義，但這還是屬于騷擾源設(shè)計(jì)范疇。

當(dāng)時(shí)鐘電路有連接器時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)主動(dòng)拾取干擾會(huì)二次耦合發(fā)射的問(wèn)題，這個(gè)相對(duì)容易發(fā)現(xiàn)，原理上做濾波，破壞天線效應(yīng)即可，然后就能看到，連接器的pin上加了一堆的濾波電容。

時(shí)鐘電路如果靠近IO,這個(gè)天線效應(yīng)同樣容易理解，但是因?yàn)榫€纜較長(zhǎng)，會(huì)帶來(lái)其他的問(wèn)題。

這個(gè)大部分人很難處理，大部分的借口是板子密度太高，但是這是我們工程上見(jiàn)到的最多的隱藏天線，這時(shí)候你會(huì)發(fā)現(xiàn)我們時(shí)鐘線走在內(nèi)層是多么的明智。

這些雜線在PCB設(shè)計(jì)時(shí)就是重中之重了。

(1) 內(nèi)層走線，且與時(shí)鐘不同層

(2) 3W法則（10W或更高)。

難就難在很難全部做到，有時(shí)候這么做了，卻是過(guò)設(shè)計(jì)，但你不這么做，可能是隱患。這種一次側(cè)的耦合相對(duì)容易發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)實(shí)中因?yàn)榈蛯影逶O(shè)計(jì)，將EMI設(shè)計(jì)提高了好幾個(gè)難度等級(jí)。越是這樣，后期的對(duì)策越難做。

所以，在設(shè)計(jì)之初，盡量多做一些規(guī)則檢查，即使做不全，后期排查時(shí)也會(huì)做到心中有數(shù)。

最后，我依然十分誠(chéng)懇的建議兄弟們，把注意力多放在串?dāng)_耦合中，多年的高速設(shè)計(jì)（通信行業(yè)中25GHz這樣的高速）經(jīng)驗(yàn)會(huì)告訴我們，串?dāng)_是EMI設(shè)計(jì)第一殺手。