锁相频率合成器的电磁兼容设计.docx

锁相频率合成器的电磁兼容设计摘要为了提高锁相频率合成器抗电磁干扰的能力通过对锁相频率合成器电磁干扰三要素（电磁干扰源、传输途径和敏感设备）的分析从限制干扰源的电磁发射、控制电磁干扰的传播及增强敏感设备的抗干扰能力三条途径开展锁相频率合成器的电磁兼容设计研究并提出锁相频率合成器电磁兼容设计原则。【关键词】电磁兼容电磁干扰锁相频率合成器电磁兼容设计随着电子信息技术的飞速发展众多功能各异的电子设备被设计生产出来并投入使用。这些电子设备在给人们带来工作和生活便利的同时也使得人类生存空间的电磁环境愈加复杂电磁能量也日趋增强现今电磁干扰已经成为人类生存面临的几大危害之一。频率合成器是采用频率合成技术以一个或几个具有高精度、高稳定度的信号作为基准信号运用混频、倍频和分频等方法产生一系列频率各异但同样具备高精确度和高稳定度信号的设备。作为整个电子设备的“心脏”频率合成器的性能将直接影响整个电子设备性能的好坏为了确保电子设备在复杂电磁环境中的工作正常工程中开展频率合成器的电磁兼容设计研究是十分必要且必须的。1电子设备电磁兼容设计概述1.1电磁兼容概念电磁兼容（EMCElectroMagneticCompatibility）顾名思义就是在共同的电磁环境中功能不同的电子设备、系统正常工作互不干扰保持“兼容”的状态。因此开展电磁兼容设计的目的就是抑制设备或系统内外存在的各种电磁干扰增强自身抗电磁干扰能力。根据电磁干扰传播途径电磁干扰可分为沿着导体传播的传导干扰和通过空间以电磁波形式传播的辐射干扰。通过对电磁干扰产生原因的分析总结出引起电磁干扰的三要素分别是电磁干扰源、传输途径和敏感设备三要素的共同作用将会产生电磁干扰三者缺一不可。因此抑制电磁干扰提高电子设备或系统的电磁兼容性将从限制干扰源的电磁发射、控制电磁干扰的传播途径及增强敏感设备的抗干扰能力三方面着手开展研究。1.2工程中电子设备电磁兼容设计方法概述工程中开展电子设备电磁兼容设计的目的就是抑制电磁干扰。前面已经指出干扰源、传播途径和敏感设备是电磁干扰产生的三要素为了能够有效的抑制电磁干扰在进行电磁兼容设计前应首先完成对电子设备潜在的电磁干扰三要素的确认然后针对性的以限制干扰源的电磁发射、控制电磁干扰的传播途径和增强敏感设备的抗干扰能力为目的开展电子设备的电磁兼容设计。2锁相频率合成技术简述2.1频率合成技术分类根据合成方法的不同频率合成技术可分为直接频率合成技术、间接频率合成技术和直接数字合成技术。2.1.1直接频率合成技术以一个或几个高精度高稳定度信号为基准信号经过倍频、分频、混频等方式直接产生一系列离散频率信号。直接频率合成技术具有频率稳定度高变频时间短的优点但同时也有杂散频率多抑制难度大结构复杂的缺点。2.1.2间接频率合成技术以锁相频率合成技术为代表一个或几个参考信号通过谐波发生器、混频或分频等产生大量谐波或组合频率使用锁相环（PLLPhaseLockedLoop）电路将压控振荡器输出频率锁定在某特定频率上压控振荡器间接产生需要的频率信号。该方法具有频率稳定度高杂散抑制好等优点缺点是变频时间长相位噪声差。2.1.3直接数字频率合成技术基于数字采样和存储技术的直接数字频率合成技术具有变频时间短频率分辨率高相对带宽宽可编程易于单片集成等许多优点但是也存在杂散差调谐带宽窄输出功率低等缺点。在进行频率合成器设计时需要根据对频率合成器的不同使用要求选择适合的设计方案开展设计。对于要求输出信号频率稳定度高杂散抑制好对结构有严格限制的频率合成器一般选用锁相频率合成技术。2.2锁相频率合成技术工作原理PLL电路用于产生与输入信号相位同步的新的信号锁相频率合成技术就是采用PLL方式的频率合成技术。图1是一种采用锁相频率合成技术的频率合成器的组成框图。其中鉴相器用于检测两个输入信号的相位差；环路滤波器将鉴相器输出的含有纹波的直流信号平均化将其变为交流成分少的直流信号。压控振荡器是由输入的直流信号控制振荡频率是一种频率可变的振荡器。3锁相频率合成器的电磁兼容设计研究图2可以看到即使是简单的电子设备也是由各种功能电路模块构成的电子设备能够在复杂的电磁环境中正常工作的前提就是确保这些功能电路模块不受电磁干扰正常工作这就要求：（1）功能电路模块内部各PCB电路工作正常互不干扰；（2）功能电路模块不会受到外部电路干扰这中间既包括电子设备内部的其他功能电路模块也包含其他电子设备