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如何為EMC選擇合適的模擬器件?

發(fā)布時間:2012-11-29 責(zé)任編輯:simonyang

【導(dǎo)讀】從EMC的角度選擇模擬器件,雖然同樣希望發(fā)射、轉(zhuǎn)換速率、電壓波動、輸出驅(qū)動能力要盡量小,但對大多數(shù)有源模擬器件,抗擾度是一個很重要的因素。來自不同廠商的同一型號及指標(biāo)的運(yùn)算放大器,可以有明顯不同的EMC性能,因此確保后續(xù)產(chǎn)品性能參數(shù)的一致性是十分重要的。


大多數(shù)模擬設(shè)備的抗擾度問題是由射頻解調(diào)引起的。運(yùn)放每個管腳都對射頻干擾十分敏感,這與所使用的反饋線路無關(guān),所有半導(dǎo)體對射頻都有解調(diào)作用,但在模擬電路上的問題更嚴(yán)重。
 
為了防止解調(diào),模擬電路處于干擾環(huán)境中時需保持線性和穩(wěn)定,尤其是反饋回路,更需在寬頻帶范圍內(nèi)處于線性及穩(wěn)定狀態(tài),這就常常需要對容性負(fù)載進(jìn)行緩沖,同時用一個小串聯(lián)電阻(約為500)和一個大約5PF的積分反饋電容串聯(lián)。
 
進(jìn)行穩(wěn)定度及線性測試時,在輸入端注入小的但上升沿極陡 (《1ns) 的方波信號(也可以通過電容饋送到輸出端和電源端),方波的基頻必須在電路預(yù)期的頻帶內(nèi),電路輸出應(yīng)用100MHz(至少)的示波器和探針進(jìn)行過沖擊和振鈴檢查,對音頻或儀表電路也應(yīng)如此,對更高速模擬電路,要選取頻帶更寬的示波器,同時注意使用探頭的技巧。
 
超過信號高度50%的過沖擊表明電路不穩(wěn)定,對過沖擊應(yīng)予以有效的衰減,信號的任何長久的振鈴(超過兩個周期)或突發(fā)振蕩表明其穩(wěn)定度不好。
 
獲得一穩(wěn)定且線性的電路后,其所有聯(lián)線可能還需濾波,同一產(chǎn)品中的數(shù)字電路部分總會把噪聲感應(yīng)到內(nèi)部連線上,外部連線則承受外界的電磁環(huán)境的騷擾。
 
決不要試圖采用有源電路來濾波和抑制射頻帶寬以達(dá)到EMC要求,只能使用無源濾波器(最好是RC型)。在運(yùn)放電路中,只有在其開環(huán)增益遠(yuǎn)大于閉環(huán)增益時的頻率范圍內(nèi),積分反饋法才有效,但在更高頻率,它不能控制頻率響應(yīng)。
 
應(yīng)避免采用輸入、輸出阻抗高的電路,比較器必須具有遲滯特性(正反饋),以防止因為噪聲和干擾而使輸出產(chǎn)生誤動作,還可防止靠近切換點(diǎn)處的振蕩 。不要使用比實際需要快得多的輸出轉(zhuǎn)換比較器,保持dv/dt在較低狀態(tài)。
 
對高頻模擬信號(例如射頻信號),傳輸線技術(shù)是必需的,取決于其長度和通信的最高頻率,甚至對低頻信號,如果對內(nèi)部聯(lián)接用傳輸線技術(shù),其抗擾度也將有所改善。
 
有些模擬集成電路內(nèi)的電路對高場強(qiáng)極為敏感,這時可用小金屬殼將其屏蔽起來(如果散熱允許),并將屏蔽盒焊接到PCB地線面上。
 
與數(shù)字電路相同,模擬器件也需要為電源提供高質(zhì)量的射頻旁路(去耦),但同時也需低頻電源旁路,因為模擬器件的電源噪聲抑制率(PSRR)對1kHz以上頻率是很微弱的,對每個運(yùn)放、比較器或數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的每個模擬電源引腳的RC或LC濾波都是必要的,這些電源濾波器轉(zhuǎn)折頻率和過渡帶斜率應(yīng)補(bǔ)償器件PSRR的轉(zhuǎn)折頻率和斜率,以在所關(guān)心的頻帶內(nèi)獲得期望的PSRR。
 
一般的EMC設(shè)計指南中都很少涉及射頻設(shè)計,這是因為射頻設(shè)計者一般都很熟悉大多數(shù)連續(xù)的EMC現(xiàn)象,然而需要注意的是,本振和IF頻率一般都有較大的泄漏 ,所以需要著重屏蔽和濾波。

 

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