開關電源自問世以來，以其體積小、損耗小、效率高(一般可達80％以上)等優點，在電源領域得到了快速的發展，其應用范圍也越來越廣泛，開關電源技術已經成為電源領域中的主流技術。但應用在通信、儀器儀表等設備中時，開關電源的開關脈沖及其諧波與寄生振蕩帶來的電磁干擾(EMI)，使得系統中的某些性能或指標有不同程度的下降。如何減小開關電源對系統中其它設備及外界的電磁干擾，一直是電源設計中不可回避的問題。通常情況下，根據傳播路徑的不同，開關電源產生的電磁干擾可以分為傳導干擾和輻射干擾兩大類，傳導干擾沿電源的輸入、輸出線傳播；而輻射干擾屬于射頻干擾，以空間輻射為主。針對傳導干擾和輻射干擾的不同特點，抑制EMI的傳統做法分別是采用濾波和屏蔽技術。只要設計合理，這兩種措施的效果是比較明顯的。但是，在有些場合中，卻很難滿足設計要求。目前，又出現一種降低開關電源EMI的新技術——擴頻調制技術。擴頻調制技術原本是應用于無線通信領域中的一種新技術，但將其應用于開關電源(或DC/DC轉換器)的設計中，能顯著地降低開關電源的EMI，提高開關電源的電磁兼容(EMC)性能。
　　本文介紹美國凌特(Linear Technology)公司采用擴頻調制技術和偽隨機噪聲技術設計的多相擴頻振蕩器LTC6902的原理，并將其應用于開關電源中，以提高開關電源的EMC性能。
1 LTC6902的性能特點及引腳功能
　　LTC6902是一款使用方便的低功耗、多相擴頻振蕩器，它能提供兩路到四路相位不同的輸出信號；其振蕩頻率可以通過一個外部電阻(R_SET)進行設定，頻率范圍為5kHz～20MHz；它還提供一種可供選用的擴頻調制(即Spread Spectrum Frequency Modulation—SSFM)工作模式，SSFM也由一個外部電阻(R_MOD)進行控制。其主要的性能及特點如下：
　　(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設置，最大頻率誤差≤2%；
　　(3)擴頻調制的頻率擴展" title="頻率擴展">頻率擴展度為0～100%，由外部電阻R_MOD設置；
　　(4)啟動時間短，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)
　　(6) 溫度穩定性達± 40ppm/℃；
　　(7) 采用10腳的MSOP封裝形式。
　　由于LTC6902具有以上性能及特點，通常用于為開關電源控制芯片或開關穩壓器" title="開關穩壓器">開關穩壓器(如SG1525A系列、LT3430等)提供參考時鐘，最適合于為分布式電源系統中的四個開關穩壓器提供同步時鐘信號，也可以用于便攜式電池供電設備或作為開關電容濾波器的時鐘。
　　LTC6902的各引腳功能說明見表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、偽隨機二進制序列(PRBS)產生器、D/A轉換器以及一個放大器、一個跟隨器和一個鏡像電流源組成，如圖1所示。

　　LTC6902的主振蕩器頻率f受兩個因素的控制：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。而且符合以下關系式 ：
　　
　　以上兩式中，各變量的意義分別是：V_SET為“SET”引腳對地的直流電壓，ISET為流過頻率編程電阻R_SET的電流；I_MOD為流過擴頻編程電阻R_MOD的電流。
2.1 定頻應用
　　定頻應用指不使用擴頻功能，只將LTC6902作為普通可編程定頻振蕩器使用。此時，芯片的9腳(“MOD”引腳)接地，I_MOD 為零，I_M=ISET 成立。

　　顯然，此時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。
　　主振蕩器的輸出經過可編程分頻器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“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。同時，還根據輸出的相數對信號進行M次分頻：2相輸出時，M=1；3相和4相輸出時，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 擴頻應用
　　擴頻(SSFM)應用時，振蕩器的頻率受一個偽隨機噪聲(PRN)信號調制，振蕩頻率在一個較寬的范圍內變化，從而把振蕩器的能量擴展到一個寬頻帶內，這種擴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是個動態信號，它由一個以V_SET為參考的相乘型D/A轉換器產生，D/A轉換器的輸入是7位并行的偽隨機二進制序列(PRBS)，該序列碼與(·V_SET)相乘后得到V_MOD，V_MOD以偽隨機噪聲的規律變化。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，I_MOD=0，I_M=ISET，主振蕩器振蕩頻率最高，即為由R_SET設定的頻率f(見式(4))；(V⁺-V_MOD)最大時，I_MOD=0.2ISET，I_M=0.8ISET, 主振蕩器振蕩頻率最低(為f的80%)。
　　根據V_MOD與V_SET的關系，R_SET與R_MOD的比值決定頻率擴展的幅度。頻率擴展度的定義如下：
　　
　　PRBS 碼由一個帶線性反饋的9位移位寄存器產生，每512(2⁹)個移位時鐘周期重復一次。移位寄存器的后7位輸出到D/A轉換器用于生成V_MOD電壓，輸出波形包括128(2⁷)個離散的臺階，每改變一個移位時鐘周期就變化一個臺階。移位寄存器的時鐘由主振蕩器的輸出經3200次分頻后得到。這樣，偽隨機序列每隔(512×3200/f)秒就重復一次。經PRBS調制后的波形與偽隨機噪聲類似。
　　頻率擴展度越高，則EMI降低越大。因此，實際應用時，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%。實踐證明FS在10%～40%范圍內取值時，綜合效果最佳。