汽車電子系統(tǒng)EMI問(wèn)題主要是哪些？

目前，電動(dòng)汽車（EV）、混合動(dòng)力汽車（HEV）以及傳統(tǒng)燃油車中，車身娛樂(lè)系統(tǒng)和電子輔助系統(tǒng)的功能日益增多，逐漸成為行業(yè)主流和標(biāo)配，這也反映了車輛內(nèi)部電子元器件和電路的復(fù)雜性增加。為了滿足多樣化的功能需求，工程師需要設(shè)計(jì)更為緊湊的方案。同時(shí)，由于高靈敏度的要求，高速信號(hào)的應(yīng)用變得十分廣泛。因此，在電路設(shè)計(jì)過(guò)程中，減小相關(guān)電路的尺寸和大小，包括電源部分，變得至關(guān)重要。然而，符合產(chǎn)品要求的電源往往具有更高的開關(guān)頻率，這導(dǎo)致了電磁干擾（EMI）問(wèn)題的加劇。

隨著汽車電子系統(tǒng)的日益復(fù)雜和密集，如何在設(shè)計(jì)初期就有效降低EMI的影響，成為了工程師必須考慮的關(guān)鍵因素。

如何降低電磁干擾影響呢？

除了電源，與EMI電磁干擾密切相關(guān)的幾點(diǎn)就是時(shí)鐘，布線，屏 蔽，這些都可能導(dǎo)致EMI指標(biāo)的超標(biāo)，在實(shí)際操作中，相關(guān)機(jī)構(gòu)頒布電磁兼容性EMC的規(guī)范，EMC包括兩個(gè)方面的要求:一方面是指設(shè)備在正常運(yùn)行過(guò)程中對(duì)所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過(guò)一定的限值;另一方面是指器具對(duì)所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度，即電磁敏感性。

可以采取多種方法，如屏蔽、濾波、隔離、鐵氧體磁環(huán)、信號(hào)邊沿控制以及在PCB中增加電源和GND層等。這些方法在實(shí)際應(yīng)用中可靈活選擇，但各有其優(yōu)缺點(diǎn)。例如，屏蔽作為一種機(jī)械學(xué)方法，雖然簡(jiǎn)單，但成本較高，不適用于手持和便攜式設(shè)備。濾波和信號(hào)邊沿控制對(duì)于低頻信號(hào)有效，但在當(dāng)前廣泛應(yīng)用的高速信號(hào)環(huán)境下效果有限。此外，使用EMI/RFI濾波器等被動(dòng)元器件會(huì)增加成本，而通過(guò)LAYOUT技巧降低EMI則相對(duì)費(fèi)時(shí)且改善效果有限。

鑒于時(shí)鐘信號(hào)通常是電路系統(tǒng)中頻率最高且邊沿最陡的信號(hào)，多數(shù)EMI問(wèn)題與其緊密相關(guān)。因此，在電路板已成型的情況下，展頻晶振（Spread Spectrum Crystal Oscillator ，SSXO）成為了一種有效降低EMI的方法。

什么是展頻振蕩器？

展頻晶振是一種特殊類型的晶體振蕩器，主要依托于擴(kuò)展頻譜技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)在抗干擾通信中有著廣泛的應(yīng)用，通過(guò)頻率調(diào)制，將窄帶寬的能量分散到寬頻帶寬的范圍，從而削減尖峰，將能量分散到更廣泛的范圍。可編程的特性在滿足快速交付的同時(shí)，小尺寸的選擇也減少了用于EMI抑制的印刷電路板面積，節(jié)省產(chǎn)品成本和面市時(shí)間。

通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整時(shí)鐘頻率，實(shí)現(xiàn)了電磁輻射功率的有效降低，從而減少了EMI（電磁干擾）汽車電子系統(tǒng)的影響。相較于其他EMI抑制技術(shù)，展頻晶振的主要優(yōu)勢(shì)在于其系統(tǒng)化的特點(diǎn)。由展頻晶振產(chǎn)生的所有時(shí)鐘和定時(shí)信號(hào)，均按照相同的比率進(jìn)行調(diào)制，這種特性使得整個(gè)系統(tǒng)都能獲得顯著的EMI改善效果。

愛普生推薦9101系列，是一款可編程晶振。SG-9101CGA編號(hào)X1G005281xxxx00車規(guī)級(jí)晶振采用2.5x2.0mm封裝，利用PLL技術(shù)生產(chǎn)，此款振蕩器的頻率范圍從0.67M~170MHZ任一頻點(diǎn)可選，步進(jìn)1ppm，采用標(biāo)準(zhǔn)CMOS輸出，最大輸出負(fù)載為15pF，有良好的頻率穩(wěn)定性。功耗低至0.3μA，工作溫度高達(dá)125℃℃，符合RoHS要求和AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)，適合應(yīng)用于汽車電子設(shè)備。