最近想起來(lái)，以前在做EMI整改的時(shí)候，出現(xiàn)過(guò)低頻輻射超標(biāo)，類(lèi)似下面這種。

一般這種問(wèn)題，我們都會(huì)說(shuō)是時(shí)鐘線(xiàn)引起的問(wèn)題。我之前做的產(chǎn)品是攝像頭，時(shí)鐘線(xiàn)加十幾根數(shù)據(jù)線(xiàn)。有一次處理完時(shí)鐘線(xiàn)后還是超標(biāo)，因?yàn)檎脭?shù)據(jù)線(xiàn)上都串有電阻，我就將電阻都改成了磁珠，想消除因?yàn)閿?shù)據(jù)線(xiàn)引起的輻射，改完之后發(fā)現(xiàn)還是超標(biāo)，看不到有明顯的改善。

從那時(shí)，我就知道了，輻射一般都是時(shí)鐘線(xiàn)引起的，與數(shù)據(jù)線(xiàn)關(guān)系不大。不過(guò)那時(shí)，我一直都不明白為什么會(huì)如此。

因?yàn)樵谖铱磥?lái)，時(shí)鐘線(xiàn)和數(shù)據(jù)線(xiàn)的上升沿都差不多，按說(shuō)頻率分量應(yīng)該是一樣的呀。雖然時(shí)鐘線(xiàn)的高低電平交替變化會(huì)多一些，但是數(shù)據(jù)線(xiàn)有十幾根了，難道加起來(lái)還比不上時(shí)鐘線(xiàn)嗎？

實(shí)際上數(shù)據(jù)加起來(lái)還真比不上時(shí)鐘線(xiàn)。

關(guān)于這一點(diǎn)，理論可以這么解釋?zhuān)褐芷?a target="_blank">信號(hào)由于每個(gè)取樣段的頻譜都是一樣的，所以他的頻譜呈離散形，但在各個(gè)頻點(diǎn)上比較大，通常成為窄帶噪聲。而非周期信號(hào)，由于其每個(gè)取樣段的頻譜不一樣，所以其頻譜很寬，而且強(qiáng)度較弱，通常被稱(chēng)為寬帶噪聲。然而在一般系統(tǒng)中，時(shí)鐘信號(hào)為周期信號(hào)，而數(shù)據(jù)和地址線(xiàn)通常為非周期信號(hào)，因此造成系統(tǒng)輻射超標(biāo)的通常為時(shí)鐘信號(hào)。

不過(guò)呢，這一段話(huà)本身就是一個(gè)結(jié)論，說(shuō)服力不強(qiáng)，也就有點(diǎn)不敢相信。下面還是來(lái)做個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)M下，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)新東西。實(shí)驗(yàn)思路很簡(jiǎn)單，那就是分別得到時(shí)鐘線(xiàn)和數(shù)據(jù)線(xiàn)的頻譜，兩者比較下就知道了。

構(gòu)建時(shí)鐘和數(shù)據(jù)信號(hào)

我們使用MATLAB來(lái)分析頻譜，首先需要構(gòu)建時(shí)鐘和數(shù)據(jù)信號(hào)。

時(shí)鐘信號(hào)很容易，就是高低電平交替變化。正常情況下，數(shù)據(jù)線(xiàn)都是不規(guī)律的，那就采用隨機(jī)生成的方式。

構(gòu)建時(shí)鐘和數(shù)據(jù)信號(hào)如下圖。

構(gòu)建時(shí)鐘CLK和10根數(shù)據(jù)線(xiàn)如上圖。說(shuō)明一下，為了減小運(yùn)算量（軟件運(yùn)行時(shí)間），時(shí)鐘頻率設(shè)置為1Hz。

得到頻譜

我們分別畫(huà)出時(shí)鐘的頻譜，1根數(shù)據(jù)線(xiàn)的頻譜，10根數(shù)據(jù)線(xiàn)頻譜的疊加。

需要注意的是，因?yàn)閿?shù)據(jù)線(xiàn)的數(shù)據(jù)是非周期的，我們盡量時(shí)間取長(zhǎng)一點(diǎn)，下圖分析的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為Num_T=1000個(gè)時(shí)鐘周期。

從圖可以看出，周期性時(shí)鐘信號(hào)的頻譜是離散的，非常典型，這個(gè)相信大家已經(jīng)見(jiàn)過(guò)多次了，而數(shù)據(jù)線(xiàn)的頻譜是比較寬的。這與文章最前面說(shuō)的是一致的。

并且，圖中右下角有1根數(shù)據(jù)線(xiàn)和10根數(shù)據(jù)線(xiàn)相加的頻譜。我們也可以看到，10根數(shù)據(jù)線(xiàn)相加之和，幅度最高的頻譜分量幅度值大概是0.4左右，而時(shí)鐘的基頻分量最高為0.6，也就是說(shuō)數(shù)據(jù)線(xiàn)加起來(lái)，確實(shí)抵不過(guò)CLK時(shí)鐘信號(hào)。

一個(gè)問(wèn)題猜測(cè)

前面的頻譜分析有一個(gè)前提條件，那就是，取樣的時(shí)間長(zhǎng)度是Num_T=1000個(gè)時(shí)鐘周期，即分析的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度是1000個(gè)時(shí)鐘周期的數(shù)據(jù)。

我發(fā)現(xiàn)，如果把時(shí)間長(zhǎng)度提升10倍，Num_T=10000。那么10根數(shù)據(jù)線(xiàn)相加的頻譜幅度值就更低了，大概只有0.1左右，比原來(lái)要低不少，而時(shí)鐘的頻譜不變。

增加取樣時(shí)間，數(shù)據(jù)線(xiàn)頻譜幅度降低的原因。是因?yàn)槲沂褂昧薓atalb里面的fft函數(shù)，這個(gè)函數(shù)是將信號(hào)看作周期函數(shù)來(lái)處理的，就是說(shuō)假定取樣時(shí)間長(zhǎng)度為T(mén)，那么就默認(rèn)這個(gè)信號(hào)是周期函數(shù)，周期長(zhǎng)度為T(mén)。數(shù)據(jù)線(xiàn)信號(hào)本來(lái)是非周期的，如果用這個(gè)函數(shù)，那么其實(shí)就是讓數(shù)據(jù)線(xiàn)信號(hào)的周期為采用時(shí)間長(zhǎng)度，這也是為什么時(shí)間設(shè)得越短，幅度值越高。采用時(shí)間越短，其實(shí)不就是讓數(shù)據(jù)線(xiàn)向周期信號(hào)靠攏嗎。

所以，這個(gè)采樣時(shí)間長(zhǎng)度長(zhǎng)一些，應(yīng)該是更為準(zhǔn)確的。

不過(guò)問(wèn)題又來(lái)了。我突然想到，我們做輻射測(cè)試用的頻譜分析儀，它工作的時(shí)候，我們可以在頻譜上面看到各個(gè)頻率對(duì)應(yīng)的幅值。所以它肯定不是從開(kāi)始掃描，到結(jié)束掃描，只記錄一次數(shù)據(jù)然后最后分析一次。應(yīng)該也是連續(xù)取一段時(shí)間數(shù)據(jù)，因?yàn)槲覀兛梢詫?shí)時(shí)看到當(dāng)前的頻譜，并且它是變化的，所以會(huì)是取一段時(shí)間數(shù)據(jù)，分析出頻譜，然后顯示出來(lái)，再取下一段時(shí)間的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

當(dāng)然，以上只是我的猜測(cè)。那么它到底一次分析多長(zhǎng)的數(shù)據(jù)呢？這個(gè)我也沒(méi)查到。

對(duì)于10Mhz的信號(hào)，如果取樣10000個(gè)周期的數(shù)據(jù)，那么時(shí)間長(zhǎng)度是1ms。這已經(jīng)是一個(gè)很快的頻次了。從上面看，此時(shí)10根數(shù)據(jù)線(xiàn)加起來(lái)的頻譜幅度最大值才0.1，比時(shí)鐘小不少。
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