做EMC整改的小伙伴們都知道增大驅(qū)動(dòng)電阻就能減小EMI傳導(dǎo)發(fā)射的幅值。那么這是為什么呢？有些小伙伴可能會(huì)說，老司機(jī)帶我的時(shí)候都是這樣說的，增大驅(qū)動(dòng)電阻，延長開關(guān)信號(hào)的上升沿時(shí)間，對(duì)我們EMC整改很有效果。

小編是硬件工程師出身，對(duì)EMC整改其實(shí)經(jīng)驗(yàn)一般，也沒各位小伙伴們專業(yè)。小編今天從頻譜分析的角度來聊一聊：開關(guān)信號(hào)的上升沿時(shí)間對(duì)EMI傳導(dǎo)發(fā)射的影響。如果有說得不好的或者不對(duì)的地方，歡迎指正。 在這里要引入一個(gè)將上升時(shí)間與頻率聯(lián)系在一起的重要概念：轉(zhuǎn)折頻率，也就是fknee，轉(zhuǎn)折頻率的計(jì)算表達(dá)式為：

根據(jù)傅里葉變換，方波可以分解為無窮次正弦波的諧波疊加形式，方波的邊沿即上升沿或下降沿越陡峭，其包含的諧波次數(shù)就越多，轉(zhuǎn)折頻率表示諧波能量累加占總能量95%的諧波次數(shù)值。由此可知，fknee越高，就表示速度越高，速度越高轉(zhuǎn)折頻率就越高，從而將速度與頻率聯(lián)系到一起。

通過這些理論學(xué)習(xí)，讓我們能更加充分的理解，為什么方波信號(hào)或者CLK信號(hào)上升時(shí)間越短，高次諧波分量越大，對(duì)EMC的影響越大，因此我們?cè)?a target="_blank">電路設(shè)計(jì)過程中在滿足系統(tǒng)時(shí)序的前提下，應(yīng)該盡量降低這些高頻信號(hào)的上升時(shí)間。

那么這個(gè)公式：轉(zhuǎn)折頻率=0.35/信號(hào)上升沿時(shí)間是怎么來的，這個(gè)0.35常數(shù)又是怎么得到的。

帶寬1GHz以下的示波器通常是高斯響應(yīng)示波器，如圖，高斯響應(yīng)示波器在-3dB處表現(xiàn)出緩慢的下降特征，最大平坦度響應(yīng)，在-3dB處表現(xiàn)出更快的下降特性，并且?guī)?nèi)響應(yīng)更加平坦。

高斯頻響可以表示為式

廢話不多說，直接上公式推導(dǎo)：

接著我們來激勵(lì)一個(gè)10kHz的方波信號(hào)，為什么要用頻率是10kHz，因?yàn)?a target="_blank">電機(jī)控制很多都用的10kHz的開關(guān)頻率。方波信號(hào)的周期就是100us。我們分別設(shè)置三個(gè)不同上升沿時(shí)間的方波信號(hào)，上升沿時(shí)間分別為0.01us，0.1us還有1us。如圖

紅色上升沿時(shí)間0.01us，轉(zhuǎn)折頻率35MHz

綠色上升沿時(shí)間0.1us，轉(zhuǎn)折頻率3.5MHz

藍(lán)色上升沿時(shí)間1us，轉(zhuǎn)折頻率0.35MHz

上圖我們可以總結(jié)出：

相同頻率的方波信號(hào)，上升沿時(shí)間越長，轉(zhuǎn)折頻率越小，頻譜的帶寬就越小，對(duì)高頻的衰減就越大。反之，上升沿時(shí)間越短，轉(zhuǎn)折頻率越大，頻譜的帶寬就越大，對(duì)高頻的衰減就越小。

另外我們拿上升沿時(shí)間為0.01us方波信號(hào)的頻譜看一看，如圖

我們發(fā)現(xiàn)：

（1）基波頻率至轉(zhuǎn)折頻率之間，頻譜是呈現(xiàn)-20dB/十倍頻衰減

（2）過了轉(zhuǎn)折頻率之后，頻譜斜率更大，衰減大于20dB/十倍頻

所以最后我們得出一個(gè)結(jié)論：增大驅(qū)動(dòng)電阻，時(shí)間常數(shù)增加，開關(guān)信號(hào)上升沿時(shí)間增加，開關(guān)信號(hào)的諧波分量減少，轉(zhuǎn)折頻率變小，高次諧波的衰減增大。

但是也不能將開關(guān)信號(hào)的上升沿時(shí)間設(shè)置的過大，這樣會(huì)使開關(guān)器件的開關(guān)損耗過大，導(dǎo)致器件過熱。所以設(shè)置合適的驅(qū)動(dòng)電阻和控制開關(guān)元器件的損耗需要做一個(gè)權(quán)衡。