高頻輻射是解決EMC問題的一大難點，昌暉儀表在本文分享展頻技術解決高頻輻射帶來EMC難題方面的一些經驗和研究成果，圖文結合介紹展頻技術的應用。

尤其是對于車載設備，根據GB/T 18655標準，車載設備輻射騷擾需要測試到最高2.5Ghz頻段，然而一些常規的手段一般都是針對于中低頻進行處理，高頻卻很難有確切有效的解決辦法：

①例如常規的濾波電容，其濾波性能主要取決于自身的插損特性，想要對高頻率濾波，那么其插損的有效頻帶必須可以覆蓋到高頻才會有效，而要達到該要求，其自身的ESL須要做到很小才可以，有公式為依據： ESL越大其諧振頻率越低，對高頻的濾波效果就越差。而ESL取決與電容自身的物理特性，是由制作的工藝以及其封裝外形所決定的。
 
圖1   電容插入損耗曲線圖
②又比如常規的濾波器共模電阻，同樣因為其自身的特性，頻率得到高頻時，電感自身的寄生電容又不可忽視，器件呈容性，共模阻抗會降低，導致其對高頻噪聲很難起到有效的衰減作用。

圖2    濾波器工模電阻特性曲線

以上兩例可以看出，常規的EMC器件在中低頻或許是殺手锏，但往往對高頻束手無策。這就會造成很尷尬的局面： 找到了問題點，卻偏偏解決不掉。由此一項新的技術被開發出來，即展頻技術，其原理通俗來說可以用一句話來概括：把時鐘的尖峰在頻域上拉寬，因為能量守恒，其尖峰能量自然會下降。

應用展頻技術往往會擔心影響到產品的性能，其實大可不必，有圖為證：

圖3    時鐘信號展頻前時域圖

圖4    時鐘信號展頻后時域圖
從頻域上可以看到中心頻率在展頻后沒有發生偏移，但其能量得以分散。從時域上看時鐘信號無論幅值又或是波形都沒有變化。有的時鐘能量較強，其高次諧波會達到GHz級別，因此造成的現象就是往往高頻段超標都是一些間隔頻率相等的單支噪聲，這些單支點一般是某一時鐘的倍頻信號高次諧波。

然而展頻技術還有一個優點，那就是處理高頻時鐘諧波，越是高頻的時鐘諧波信號，其能量被展開的就越寬。

下面展示一個24Mhz時鐘的各個諧波展開情況。

24Mhz時鐘的各個諧波展開
 

144Mhz時鐘的各個諧波展開
 

240Mhz時鐘的各個諧波展開
 

480Mhz時鐘的各個諧波展開
 

960Mhz時鐘的各個諧波展開

上圖分別為24Mhz、144Mhz、240Mhz、480Mhz、960Mhz時鐘的各個諧波展開情況，即24Mhz的基頻、6次、10次、20次、40次諧波，可以看到，原本時鐘單支尖峰能量被分散到具有邊帶諧波的頻譜，并且越是高頻展開效果越好，即降噪效果越明顯。

由此，在高頻頻段，展頻不僅可顯著降低時鐘的高能量干擾，還可以為其他敏感模塊提供穩定清潔的電磁環境，對提高WIFI、藍牙、GPS等高頻率工作的模塊的靈敏度有著重要的作用。面對如今日益復雜的電磁環境，展頻技術的應用意義重大。
作者：劉宇、朱萌萌