最近組里來(lái)了一個(gè)實(shí)習(xí)生,時(shí)不時(shí)地會(huì)問(wèn)我?guī)讉€(gè)問(wèn)題。有的問(wèn)題,不見得有多難,但還是挺有意思的,今天拎出來(lái)討論一下。
一道問(wèn)題
照例,先拋出來(lái)一道問(wèn)題:Buck電源芯片的開關(guān)頻率為什么經(jīng)常是400kHz或者2.2MHz?
這個(gè)問(wèn)題,不曉得同學(xué)們有沒有考慮過(guò),我覺得有必要研究研究。當(dāng)然分析這個(gè)問(wèn)題的維度可能有多種,今天我們挑一個(gè)不一樣的維度。
開關(guān)頻率-五花八門
隨手撈起手頭的一份規(guī)格書,還真是實(shí)習(xí)生說(shuō)的那回事,Buck電源芯片的開關(guān)頻率確實(shí)既有400kHz,也有2.2MHz,當(dāng)然這里說(shuō)的是一個(gè)大概范圍,而不單純是400kHz或2.2MHz頻點(diǎn)。
再多找?guī)追菀?guī)格書看看,發(fā)現(xiàn)不止是這兩個(gè),還有其他范圍。
TI的LMR16006的開關(guān)頻率,在700kHz和2.1MHz左右。
Richtek的RT6363的開關(guān)頻率,在105kHz、500kHz和2.45MHz左右。
Silegry的SY8893的開關(guān)頻率,在1.2MHz左右。
通過(guò)上述截圖發(fā)現(xiàn),開關(guān)頻率好像沒什么規(guī)律,從一兩百kHz到幾MHz,都有,范圍跨度比較大。
無(wú)線電頻段和廣播波段
有的同學(xué)可能會(huì)從開關(guān)頻率大小、效率高低、器件尺寸空間的維度來(lái)看這個(gè)問(wèn)題,今天我們換個(gè)視角,我們從無(wú)線電頻段的分布角度來(lái)分析這個(gè)問(wèn)題。
根據(jù)無(wú)線電頻譜的劃分和命名,我們可以看到包括長(zhǎng)波、中波、短波等在內(nèi)的14個(gè)頻段,每個(gè)頻段對(duì)應(yīng)一種波段名稱及波長(zhǎng)范圍。
我們?cè)倏聪聫V播和電視所占用的頻段(下圖為部分,未完全列出),AM調(diào)幅廣播,F(xiàn)M調(diào)頻廣播還有TV等。
上圖中的“LW”表示Long Wave,長(zhǎng)波,處于無(wú)線電頻譜中的低頻(LF)帶內(nèi)。同理,“MW”表示Medium Wave,中波,處于中頻(MF)帶內(nèi)。“SW”表示Short Wave,短波,處于高頻(HF)帶內(nèi)。咱們所收聽的AM調(diào)幅廣播(Amplitude Modulation)就是處于這些個(gè)頻段內(nèi)。
上圖中的“FM”表示Frequency?Modulation,調(diào)頻,米波,處于甚高頻(VHF)帶內(nèi)。我們常說(shuō)的調(diào)頻FM廣播就指的的這個(gè)頻段。
CISPR25標(biāo)準(zhǔn)
CISPR25,無(wú)線電干擾特別委員會(huì)針對(duì)汽車及零部件制定的輻射騷擾測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。我們?cè)倏聪翪ISPR25中對(duì)不同頻段的限值要求(部分標(biāo)準(zhǔn)要求)。
有沒有發(fā)現(xiàn)CISPR25中前面這幾段限制幅值正好對(duì)應(yīng)的是廣播(調(diào)幅或調(diào)頻)頻段,為什么?
因?yàn)閷?duì)于這些個(gè)廣播頻段,收音機(jī)等接收設(shè)備在接收廣播信號(hào)時(shí)是照單全收。如果電子設(shè)備對(duì)外界有發(fā)射這個(gè)頻段內(nèi)的干擾信號(hào),收音機(jī)等接收設(shè)備會(huì)收到并播放出來(lái)。如果干擾信號(hào)過(guò)大,會(huì)使得有效信號(hào)被覆蓋或干擾,影響正常接收效果。
上面表格的展示可能還不夠直觀,我們不妨把CISPR25的Class5中限制要求用圖表來(lái)表示,如下圖所示。
(圖片來(lái)自TI E2E論壇)
見縫插針
前面說(shuō)了這么多,不知道你有沒有發(fā)現(xiàn)一個(gè)現(xiàn)象:文章開頭說(shuō)的Buck電源芯片常用的開關(guān)頻率400kHz、2.2MHz正好繞開了LW、AM和FM等頻段,如下圖所示,真可謂是“見縫插針”!
(圖片來(lái)自TDK官網(wǎng))
比如400kHz,如上圖黃色區(qū)域,正好位于LW和AM中間的縫隙頻段。而2.2MHz,如上圖紅色區(qū)域,又巧妙地避開了AM頻段,位于AM和SW之間。
總? 結(jié)
今天先聊到這里,討論的內(nèi)容比較基礎(chǔ),但是很有啟發(fā)性。梳理下今天討論的內(nèi)容:
①了解無(wú)線電頻段的分布;
②了解CISPR25標(biāo)準(zhǔn)在廣播頻段限制幅度的意義;
③從無(wú)電線頻段分布的維度真正理解開關(guān)頻率的選擇;
審核編輯:湯梓紅
評(píng)論
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