EMI替代SPI

我目前正在制作一个由塑料外壳组成的系统，其中包含一个使用2MHz SPI通过约5cm长的电线与7个ADC通讯的MCU。

问题是我担心EMI。我读到的所有内容都表明，任何不在接地金属机箱中的PCB上安全地放置的数字信号都会辐射过多，无法通过EMI测试。我想这也将包括I2C。

这有可能无法通过EMI测试吗？我该怎么办？

我正在寻找任何答案，包括“使用不同的总线/ ADC”，但不包括涉及机械更改的答案，例如：“将所有ADC放在同一PCB上”或“将整个东西放在金属盒中” 。我对SPI（包括差分总线）的低EMI替代方案特别感兴趣。

这是有关该应用程序的一些相关信息。如果您需要了解更多信息，请告诉我：

• 每个ADC板有6条线（电源，GND，CS，CLK，MOSI，MISO）。
• ADC当前为MCP3208（Microchip 8通道，12位）
• 我在一个拼命的空间受限的应用程序中工作，因此对电线添加屏蔽并不是真正的选择。
• 使用某种差分总线（仅一对或两对）会很好，但是唯一具有差分通信的ADC似乎是多MSPS LVDS类型。
• CAN可能太慢，并且对于这种空间受限的应用来说也有点笨重。
• 采样率：我需要以1kHz对每个通道进行采样。

添加：

只是为了了解空间限制：

在这里，您可以看到ADC PCB之一。这个实际上有一个MCP3202而不是MCP3208，但是它是兼容的。它采用TSSOP 8封装。PCB为11mm x 13mm。黑色电缆的直径为2mm。如您所见，连接器甚至没有空间，导线直接焊接到PCB，然后封装。连接器的缺乏是由于周围空间的限制而不是PCB空间的限制。

5厘米电缆上的2 MHz SPI并不大。我通过10厘米电缆进行了30 MHz的SPI测试，通过了FCC B级和CE等效认证。关键是要确保您的电缆连接良好（尽可能控制环路区域），并正确端接信号。

您可以通过将电源/ GND信号放置在电缆中间的某个位置来控制环路区域：既位于连接器的中间，也位于电线束的中间。通常，每个信号都有一个电源或GND，但是由于这很少是一个实际的解决方案，因此您必须尽力而为。另外，请确保在电缆两端的PCB上放一个或两个去耦帽。

正确地终止信号会有些棘手，因为电缆上的阻抗没有控制。我要做的是在电缆两端的PCB上放置一个RC滤波器。RC滤波器的电缆侧为C，芯片侧为R。在信号驱动器上，我将从大约75欧姆的R和大约1 nF的C开始。在接收器处，R约为10欧姆，C仍为1 nF。一旦构建了原型，就应该尝试不同的值。从本质上讲，您希望R和C的值更高，但又不要太高，以至于它停止工作或信号电平过于衰减。信号的边缘应该看起来很圆滑，但是在信号过渡带（通常为0.8到2.0伏）内，不应出现振铃，并且时钟应该很好。

电容值至少为3 nF是ESD保护的理想选择，但这在您的应用中可能不是问题。

在这种应用中，CAN几乎可以肯定是您最好的选择。这是有区别的，实际上应该减少连接到每个电路板的电线数量。如果要采样七个芯片，每个芯片八个通道，每个通道十二位，则每个采样时间为672位数据。在1 kHz采样率下，传输速率为1 Mbit，即每个采样时间为1000位。这不会给您留下太多的空间，因此您可以考虑使用内置有两个单独的CANbus控制器的微控制器。中央微控制器都在，并且您应该有足够的带宽。

另一方面，您可以考虑用微控制器替换A / D转换器。dsPIC 30F4013可能是一个不错的选择。13个12位A / D通道，以及CANbus。

另外，我认为您可以将SPI转换为RS-485等差分电压协议。但是我对此一无所知，无法做出明智的评论。