ZHCAF91 April 2025 LMK3H0102
时钟波形往往具有非常高的转换率。无论是在输出频率还是在后续谐波中,这种剧烈的电压变化都容易导致较大的 EMI 尖峰。例如,25MHz 可能在 25MHz、50MHz(第 2 个谐波)、75MHz(第 3 个谐波)处产生 EMI 杂散,以此类推。在生成这些输出的同时谐波是无法避免的,因此,选择正确的输出类型有助于降低杂散的功耗。
使用差分输出类型(例如 LVDS 或 HCSL)就是最佳状况。差分信号同时使用 P 布线和 N 布线,每条布线的相位差为 180 度。当 P 为高电平时,N 为低电平,反之亦然 (图 2-1)。此外,从时钟发生器到终端器件之间,差分信号在整个 PCB 上的布线非常靠近。这种模式和较短的距离能有效地将单条布线的 EMI 影响降至最低。

我们可以将相同的方法用于单端输出类型,例如 CMOS。与差分信号不同,单端输出类型没有相同的 P 和 N 关系;通常仅使用 P 布线或 N 布线。但是许多时钟器件(例如 LMK3C0105)可以通过单个输出通道块产生两个彼此相位差为 180 度的单端信号。我们可以通过尽可能接近的模拟差分信号,让这一点给我们带来益处。按照差分对布线可实现出色的 EMI 性能。如果仅使用 LVCMOS 对的其中一条,则进行两条布线,尽可能靠近接收器终止不使用的一条布线。如果 LVCMOS 对用于两个不同的接收器,请制定频率计划和 PCB 布局,以便尽可能按照差分方式对时钟对进行布线。

使用 CMOS 时,考虑布线长度也很重要。这种输出类型的布线越长,需要的功率就越大,继而产生更大的 EMI 输出杂散。无论是差分输出还是单端输出,最好尽可能使用低功耗输出类型,例如,使用 LVCMOS 而不是 CMOS,或使用 LP-HCSL 而不是 HCSL。