開(kāi)關(guān)電源自問(wèn)世以來(lái),，以其體積小,、損耗小、效率高(一般可達(dá)80％以上)等優(yōu)點(diǎn),，在電源領(lǐng)域得到了快速的發(fā)展,，其應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣泛，開(kāi)關(guān)電源技術(shù)已經(jīng)成為電源領(lǐng)域中的主流技術(shù),。但應(yīng)用在通信,、儀器儀表等設(shè)備中時(shí)，開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)脈沖及其諧波與寄生振蕩帶來(lái)的電磁干擾(EMI),，使得系統(tǒng)中的某些性能或指標(biāo)有不同程度的下降,。如何減小開(kāi)關(guān)電源對(duì)系統(tǒng)中其它設(shè)備及外界的電磁干擾，一直是電源設(shè)計(jì)中不可回避的問(wèn)題,。通常情況下，根據(jù)傳播路徑的不同,，開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的電磁干擾可以分為傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩大類,，傳導(dǎo)干擾沿電源的輸入,、輸出線傳播；而輻射干擾屬于射頻干擾,，以空間輻射為主,。針對(duì)傳導(dǎo)干擾和輻射干擾的不同特點(diǎn)，抑制EMI的傳統(tǒng)做法分別是采用濾波和屏蔽技術(shù),。只要設(shè)計(jì)合理,，這兩種措施的效果是比較明顯的。但是,，在有些場(chǎng)合中,，卻很難滿足設(shè)計(jì)要求。目前,，又出現(xiàn)一種降低開(kāi)關(guān)電源EMI的新技術(shù)——擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù),。擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)原本是應(yīng)用于無(wú)線通信領(lǐng)域中的一種新技術(shù)，但將其應(yīng)用于開(kāi)關(guān)電源(或DC/DC轉(zhuǎn)換器)的設(shè)計(jì)中,，能顯著地降低開(kāi)關(guān)電源的EMI,，提高開(kāi)關(guān)電源的電磁兼容(EMC)性能。
　　本文介紹美國(guó)凌特(Linear Technology)公司采用擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)和偽隨機(jī)噪聲技術(shù)設(shè)計(jì)的多相擴(kuò)頻振蕩器LTC6902的原理,，并將其應(yīng)用于開(kāi)關(guān)電源中,，以提高開(kāi)關(guān)電源的EMC性能。
1 LTC6902的性能特點(diǎn)及引腳功能
　　LTC6902是一款使用方便的低功耗,、多相擴(kuò)頻振蕩器,，它能提供兩路到四路相位不同的輸出信號(hào)；其振蕩頻率可以通過(guò)一個(gè)外部電阻(R_SET)進(jìn)行設(shè)定,，頻率范圍為5kHz～20MHz,；它還提供一種可供選用的擴(kuò)頻調(diào)制(即Spread Spectrum Frequency Modulation—SSFM)工作模式，SSFM也由一個(gè)外部電阻(R_MOD)進(jìn)行控制,。其主要的性能及特點(diǎn)如下：
　　(1)可編程的2相,、3相或4相輸出；
　　(2)頻率范圍為5kHz～20MHz,，由外部電阻R_SET設(shè)置,，最大頻率誤差≤2%；
　　(3)擴(kuò)頻調(diào)制的頻率擴(kuò)展" title="頻率擴(kuò)展">頻率擴(kuò)展度為0～100%,，由外部電阻R_MOD設(shè)置,；
　　(4)啟動(dòng)時(shí)間短，約為50μs～1.5ms之間,；
　　(5)單電源供電：2.7V～5.5V,；典型耗電400μA(V⁺= 3V，f_OUT=1MHz時(shí))
　　(6) 溫度穩(wěn)定性達(dá)± 40ppm/℃；
　　(7) 采用10腳的MSOP封裝形式,。
　　由于LTC6902具有以上性能及特點(diǎn),，通常用于為開(kāi)關(guān)電源控制芯片或開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器" title="開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器">開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器(如SG1525A系列、LT3430等)提供參考時(shí)鐘,，最適合于為分布式電源系統(tǒng)中的四個(gè)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器提供同步時(shí)鐘信號(hào),，也可以用于便攜式電池供電設(shè)備或作為開(kāi)關(guān)電容濾波器的時(shí)鐘。
　　LTC6902的各引腳功能說(shuō)明見(jiàn)表1,。

2 LTC6902芯片的工作原理
　　LTC6902主要由主振蕩器,、分頻" title="分頻">分頻比可編程的分頻器、固定分頻比為3200的分頻器,、偽隨機(jī)二進(jìn)制序列(PRBS)產(chǎn)生器,、D/A轉(zhuǎn)換器以及一個(gè)放大器、一個(gè)跟隨器和一個(gè)鏡像電流源組成,，如圖1所示,。

　　LTC6902的主振蕩器頻率f受兩個(gè)因素的控制：一是“V⁺”和“SET”兩只引腳間的電壓差(V⁺-V_SET)，二是流入主振蕩器的電流I_M,。而且符合以下關(guān)系式 ：
　　
　　以上兩式中,，各變量的意義分別是：V_SET為“SET”引腳對(duì)地的直流電壓，ISET為流過(guò)頻率編程電阻R_SET的電流,；I_MOD為流過(guò)擴(kuò)頻編程電阻R_MOD的電流,。
2.1 定頻應(yīng)用
　　定頻應(yīng)用指不使用擴(kuò)頻功能，只將LTC6902作為普通可編程定頻振蕩器使用,。此時(shí),，芯片的9腳(“MOD”引腳)接地，I_MOD 為零,，I_M=ISET 成立,。

　　顯然，此時(shí)主振蕩器的振蕩頻率只受外部編程電阻R_SET的控制,，其頻率范圍為100kHz～20MHz,。
　　主振蕩器的輸出經(jīng)過(guò)可編程分頻器N次分頻后，送往多相選擇輸出電路,，分頻比N的值由“DIV”腳的電壓確定,。在多相選擇輸出電路中，根據(jù)“PH”腳的編程電壓確定給外電路提供2相,、3相還是4相的方波(或矩形波)信號(hào),。同時(shí)，還根據(jù)輸出的相數(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行M次分頻：2相輸出時(shí),，M=1,；3相和4相輸出時(shí),，M分別等于3和4。這樣,，最終從引腳OUT1～OUT4輸出脈沖的頻率為：
　　
2.2 擴(kuò)頻應(yīng)用
　　擴(kuò)頻(SSFM)應(yīng)用時(shí),，振蕩器的頻率受一個(gè)偽隨機(jī)噪聲(PRN)信號(hào)調(diào)制，振蕩頻率在一個(gè)較寬的范圍內(nèi)變化,，從而把振蕩器的能量擴(kuò)展到一個(gè)寬頻帶內(nèi)，這種擴(kuò)展作用降低了電磁輻射(EMI)的峰值水平,，提高了電磁兼容性能,。
　　頻率擴(kuò)展的幅度由外部電阻R_MOD以及“V⁺”和“MOD”兩只引腳間的電壓差(V⁺ -V_MOD)決定。V_MOD是個(gè)動(dòng)態(tài)信號(hào),，它由一個(gè)以V_SET為參考的相乘型D/A轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生,，D/A轉(zhuǎn)換器的輸入是7位并行的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列(PRBS)，該序列碼與(·V_SET)相乘后得到V_MOD,，V_MOD以偽隨機(jī)噪聲的規(guī)律變化,。電壓差(V⁺ -V_MOD)的最小值是0V，最大值為·(V⁺-V_SET),。(V⁺-V_MOD)最小時(shí),，I_MOD=0，I_M=ISET,，主振蕩器振蕩頻率最高,，即為由R_SET設(shè)定的頻率f(見(jiàn)式(4))；(V⁺-V_MOD)最大時(shí),，I_MOD=0.2ISET,，I_M=0.8ISET, 主振蕩器振蕩頻率最低(為f的80%)。
　　根據(jù)V_MOD與V_SET的關(guān)系,，R_SET與R_MOD的比值決定頻率擴(kuò)展的幅度,。頻率擴(kuò)展度的定義如下：
　　
　　PRBS 碼由一個(gè)帶線性反饋的9位移位寄存器產(chǎn)生，每512(2⁹)個(gè)移位時(shí)鐘周期重復(fù)一次,。移位寄存器的后7位輸出到D/A轉(zhuǎn)換器用于生成V_MOD電壓,，輸出波形包括128(2⁷)個(gè)離散的臺(tái)階，每改變一個(gè)移位時(shí)鐘周期就變化一個(gè)臺(tái)階,。移位寄存器的時(shí)鐘由主振蕩器的輸出經(jīng)3200次分頻后得到,。這樣，偽隨機(jī)序列每隔(512×3200/f)秒就重復(fù)一次,。經(jīng)PRBS調(diào)制后的波形與偽隨機(jī)噪聲類似,。
　　頻率擴(kuò)展度越高，則EMI降低越大,。因此,，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，盡可能選取更高的振蕩頻率，并將FS值取得較大,，其可用范圍約為5%～80%,。實(shí)踐證明FS在10%～40%范圍內(nèi)取值時(shí)，綜合效果最佳,。