擴(kuò)頻是一種與開關(guān)穩(wěn)壓器相關(guān)的技術(shù)，可抑制來自感興趣頻帶的不需要的噪聲，并將其推入噪聲不會(huì)干擾系統(tǒng)的區(qū)域，或者更容易處理的區(qū)域。

盡管該技術(shù)不能消除系統(tǒng)中的噪聲——它僅用于避開關(guān)鍵頻段——但使用擴(kuò)頻是目前的行業(yè)趨勢(shì)，主要是由日益復(fù)雜的系統(tǒng)和更高水平的集成需求推動(dòng)的，導(dǎo)致跨復(fù)雜多層設(shè)計(jì)的系統(tǒng)之間的更多交互。最明顯的例子是汽車中電子控制單元 (ECU) 數(shù)量的增加以及線束的復(fù)雜性增加。線束需要以越來越高的水平承載信號(hào)、電力和通信。

現(xiàn)代電源工程師發(fā)現(xiàn)他的辦公桌上出現(xiàn)了更新的規(guī)格，特定頻段的噪聲抑制變得越來越嚴(yán)格，并且目標(biāo)越來越低以迎合系統(tǒng)復(fù)雜性的增加。許多人將擴(kuò)頻技術(shù)視為一種解決方案，因?yàn)樗梢韵逯翟肼暡⑹闺娫丛O(shè)計(jì)符合目標(biāo)噪聲規(guī)范。

擴(kuò)頻在其實(shí)現(xiàn)中絕不是一個(gè)簡(jiǎn)單的答案;我們還必須考慮幾種調(diào)制技術(shù)。該技術(shù)包括偽隨機(jī)、三角和鋸齒等方法，以及基頻的抖動(dòng)百分比和抖動(dòng)的偏差或重復(fù)率。所有這些旋鈕對(duì)噪聲都有某種額外的和可能不需要的影響。

我們檢查了使用擴(kuò)頻技術(shù)抑制噪聲和添加了汽車標(biāo)準(zhǔn) CISPR 25，第 5 類作為比較的基礎(chǔ)。我們可以清楚地看到噪聲被抑制，高于基頻。抑制較高頻率的噪聲可簡(jiǎn)化電源設(shè)計(jì)，并提高滿足噪聲目標(biāo)的能力。

但是，如果我們查看次諧波，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)噪聲已經(jīng)增長(zhǎng)，雖然它仍然符合 CISPR 25 標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范，但它可能會(huì)導(dǎo)致 AM 頻段出現(xiàn)問題。必須使用數(shù)字信號(hào)處理器 (DSP) 來消除 AM 頻段中的這種不需要的噪聲——或者更糟糕的是，它仍然可以聽到。這種 AM 干擾在信息娛樂等系統(tǒng)中非常沒有吸引力，并且可能意味著更復(fù)雜的輸入數(shù)字濾波器。因此，它并沒有消除問題，而是將其推到設(shè)計(jì)的另一部分，從模擬設(shè)計(jì)工程師到數(shù)字設(shè)計(jì)工程師。

所以，你可以做什么?簡(jiǎn)單的答案是首先停止噪音。通過使用針對(duì)噪聲抑制而調(diào)整的集成電路 (IC) 技術(shù)和良好的印刷電路板 (PCB) 布局技術(shù)，可以限制問題。如果你不產(chǎn)生噪音或者你可以限制它，那么你不需要抑制它;或者也許我們可以將其抑制在較不激進(jìn)的水平，以便其他技術(shù)更有益。僅在好處已知且不影響其他電路和設(shè)計(jì)的情況下謹(jǐn)慎使用擴(kuò)頻。

TI 的PMP9458參考設(shè)計(jì)就是如何為低噪聲設(shè)計(jì)電源的一個(gè)很好的例子?！坝糜谄嚰?jiǎn)卧?CISPR 25 Class 5 額定 14W 多輸出電源”參考設(shè)計(jì)特意在同一印刷電路板上同時(shí)使用 sub-AM 波段(低于 1 MHz)和高頻(高于 2 MHz)開關(guān)穩(wěn)壓器. 它還使用了 ASYNC 和 SYNC 產(chǎn)品的組合，這些產(chǎn)品在 IC 級(jí)設(shè)計(jì)以抑制噪聲。請(qǐng)記住從一開始就使用良好的布局技術(shù)來抑制噪聲。

PMP9458 參考設(shè)計(jì)是針對(duì)汽車群集單元的傳導(dǎo) EMI 優(yōu)化雙層板電源。該電源包含 2 個(gè)級(jí)聯(lián)式連接的降壓穩(wěn)壓器：第一級(jí)可利用 LM26003 生成 5V、2A 輸出;第二級(jí)可利用 LM26420 生成兩種輸出 2.8V、1.5A 和 1.8V、2A(最大輸出功率共計(jì) 14W)。LM26003 是寬輸入電壓非同步降壓穩(wěn)壓器;LM26420 是 5V 2A 輸入雙路高頻同步降壓穩(wěn)壓器。它們都具備汽車級(jí)版本，且通過了 AEC-Q100 1 級(jí)認(rèn)證。此設(shè)計(jì)具有 6.5V 到 38V 的輸入電壓范圍，因而適用于 12V 汽車電池系統(tǒng)。雙層板設(shè)計(jì)包含經(jīng)過優(yōu)化的 PCB 布局且增加了輸入濾波級(jí)，以便提升傳導(dǎo) EMI 性能。該板經(jīng)過了汽車 EMC 標(biāo)準(zhǔn) CISPR 25 測(cè)試，其傳導(dǎo)發(fā)射符合 CISPR 25 第 5 類的要求。

特性

· 傳導(dǎo) EMI 優(yōu)化雙層 PCB 設(shè)計(jì)

· 符合 CISPR 25 第 5 類傳導(dǎo)發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)

· 6.5V 至 38V 寬輸入電壓范圍

· LM26003 和 LM26420 均具備通過 AEC-Q100 認(rèn)證的版本

· 啟動(dòng)/關(guān)斷電源可通過跳線引腳進(jìn)行配置

· 此電路板已經(jīng)過測(cè)試，且包含設(shè)計(jì)文件和測(cè)試報(bào)告

在可以使設(shè)計(jì)工程師的系統(tǒng)性能受益的系統(tǒng)中使用時(shí)，我認(rèn)為擴(kuò)頻技術(shù)既是頭痛藥片，也是維生素藥片，具體取決于使用時(shí)間。良好的 PCB 設(shè)計(jì)和組件選擇將對(duì)我們的設(shè)計(jì)結(jié)果產(chǎn)生同樣的影響，使整個(gè)系統(tǒng)解決方案受益，并且可能不會(huì)將問題推向不同的領(lǐng)域。在實(shí)施之前，我會(huì)仔細(xì)考慮這些技術(shù)的好處。