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最近组里来了一个实习生，时不时地会问我几个问题。有的问题，不见得有多难，但还是挺有意思的，今天拎出来讨论一下。) U- W% ]; f! ^6 v4 E% I: M7 I
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一道问题: l+ g- W: `' \$ h5 @
照例，先抛出来一道问题：Buck电源芯片的开关频率为什么经常是400kHz或者2.2MHz？这个问题，不晓得同学们有没有考虑过，我觉得有必要研究研究。当然分析这个问题的维度可能有多种，今天我们挑一个不一样的维度。) ]9 d6 k) K& F6 e5 F5 b8 x7 p' O7 w
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开关频率-五花八门2 I- V: z; P- I- R' }0 r* T! p
随手捞起手头的一份规格书，还真是实习生说的那回事，Buck电源芯片的开关频率确实既有400kHz，也有2.2MHz，当然这里说的是一个大概范围，而不单纯是400kHz或2.2MHz频点。
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再多找几份规格书看看，发现不止是这两个，还有其他范围。7 V" N1 ?9 t% L- r. ^
TI的LMR16006的开关频率，在700kHz和2.1MHz左右。
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Richtek的RT6363的开关频率，在105kHz、500kHz和2.45MHz左右。
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8 {* e: Q2 T6 s# ]9 ]Silegry的SY8893的开关频率，在1.2MHz左右。
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: w. r d$ X8 b通过上述截图发现，开关频率好像没什么规律，从一两百kHz到几MHz，都有，范围跨度比较大。/ D# R7 o. ^; l& G, v' I
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无线电频段和广播波段 A. a% B3 j- |0 v9 j
有的同学可能会从开关频率大小、效率高低、器件尺寸空间的维度来看这个问题，今天我们换个视角，我们从无线电频段的分布角度来分析这个问题。0 ], t3 E4 @. M# b: j3 g8 V( a
根据无线电频谱的划分和命名，我们可以看到包括长波、中波、短波等在内的14个频段，每个频段对应一种波段名称及波长范围。
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我们再看下广播和电视所占用的频段（下图为部分，未完全列出），AM调幅广播，FM调频广播还有TV等。: ~. u5 e+ b3 `# ]; X/ u6 c
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上图中的“LW”表示Long Wave，长波，处于无线电频谱中的低频（LF）带内。同理，“MW”表示Medium Wave，中波，处于中频（MF）带内。“SW”表示Short Wave，短波，处于高频（HF）带内。咱们所收听的AM调幅广播（Amplitude Modulation）就是处于这些个频段内。上图中的“FM”表示Frequency Modulation，调频，米波，处于甚高频（VHF）带内。我们常说的调频FM广播就指的的这个频段。0 c. F* y' ]$ {' J4 F
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, R( a. S$ X) p2 t0 ^7 m# r: O* iCISPR25标准
7 T8 ?: W. G; L+ UCISPR25，无线电干扰特别委员会针对汽车及零部件制定的辐射骚扰测试标准。我们再看下CISPR25中对不同频段的限值要求（部分标准要求）。 v+ o4 G9 Q' y1 e" S3 Y: C9 w
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有没有发现CISPR25中前面这几段限制幅值正好对应的是广播（调幅或调频）频段，为什么？因为对于这些个广播频段，收音机等接收设备在接收广播信号时是照单全收。如果电子设备对外界有发射这个频段内的干扰信号，收音机等接收设备会收到并播放出来。如果干扰信号过大，会使得有效信号被覆盖或干扰，影响正常接收效果。上面表格的展示可能还不够直观，我们不妨把CISPR25的Class5中限制要求用图表来表示，如下图所示。. H! s9 H, l5 S( ^' w
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（图片来自TI E2E论坛）4 W* R. x1 L' y6 x! p8 B( V9 a
* U5 w6 L5 o4 V0 b }见缝插针/ A# [% x; P8 H
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1 K* p; G, |) O6 h7 Q前面说了这么多，不知道你有没有发现一个现象：文章开头说的Buck电源芯片常用的开关频率400kHz、2.2MHz正好绕开了LW、AM和FM等频段，如下图所示，真可谓是“见缝插针”！5 b2 @6 ?' t& X+ y5 \
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* @; n. @8 B" b" P' r（图片来自TDK官网）
; P9 J( s$ h0 q# U比如400kHz，如上图黄色区域，正好位于LW和AM中间的缝隙频段。而2.2MHz，如上图红色区域，又巧妙地避开了AM频段，位于AM和SW之间。
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总结
7 y5 Y" h5 f l$ \ T, |今天先聊到这里，讨论的内容比较基础，但是很有启发性。梳理下今天讨论的内容：①了解无线电频段的分布；②了解CISPR25标准在广播频段限制幅度的意义；③从无电线频段分布的维度真正理解开关频率的选择； |
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