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DC-DC转换器EMI工程师指南(第9部分):扩频 调制

2022-5-26 10:54| 发布者: 闪电| 查看: 52| 评论: 0|原作者: Timothy Hegarty

摘要: 减少电磁干扰(EMI)是所有电子系统的固有问题,正如许多规范将电磁兼容性(EMC)与规定遮罩下的干扰功率谱电平。 用于高频开关dc dc转换器特别是,在开关换相期间,存在高转换率电压和电流可能会产生调节器内部(EM ...


s(t)频谱的实际形状取决于调制参数f和ξ(t)。当ξ(t)为a时具有周期Tm的周期函数,s(t)的频谱是离散的,这意味着可以分解将信号转换为频率为fc±k/Tm的正弦音调之和,每个音调的振幅为Ak。正弦调制的Ak计算是通过贝塞尔函数实现的,[9,10]而光谱形状为三角形利用Matlab仿真对调制进行了评估。[11]


只有通过非周期调制才能获得频域中真正连续的功率谱函数,例如使用混沌或随机序列生成器实现的函数,并使用功率光谱密度。与周期扩频技术相比,非周期调制允许测量光谱形状与测量仪器的分辨率带宽(RBW)设置【15,16】无关。我将在下一节中检查RBW对EMI测量的影响。


虽然正弦扩频技术更容易分析和实现,但它不能产生最佳频谱形状,谐波衰减未最大化。如图3所示调制波形往往集中在与调制点对应的频率上时间导数较低的波形,接近正弦波形的波峰和波谷。


另一方面,指数调制函数具有最平坦的频谱,并通过补偿因卡森带宽两端附近出现的二阶效应而产生的峰值。


然而,指数波形在实践中很难实现,通常需要复杂的失真电路或查找表。

图3:。正弦(a)、三角形(b)和指数(c)周期调制函数和频域行为。


线性、三角形调制表示调制轮廓之间的良好折衷如图3所示,并且易于在模拟域和数字域中实现。通过选择优化的,定义良好的三角形驱动信号频率,以最大程度地降低测量的EMI峰值spectrum,您可以为高容量和成本优化的应用程序(如汽车)实现稳健的设计。


利用扩频技术优化EMI抑制


国际法规要求使用EMI接收器(基本上是模拟接收器)进行测量带有一些附加输入滤波器的频谱分析仪。考虑到超外差谱的复杂性分析仪【16】(尤其是解调包络检测器和峰值/准峰值/平均检测器的非线性)对于EMI测量,参考文献【11】中的研究人员使用了EMI的Matlab模型接收机通过基于三角调制的扩频技术计算减少的EMI。这使三角扩频优化曲线的开发。


作为示例,图4提供了基于几个频率偏差值的噪声级降低曲线f为EMI接收器RBW设置的倍数。请注意,EMI降低性能降低当m增加到一定值以上时。



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