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運(yùn)算放大器應(yīng)用于EMI問(wèn)題中

發(fā)布時(shí)間:2013-03-11 責(zé)任編輯:Lynnjiao

【導(dǎo)讀】當(dāng)您努力想要設(shè)計(jì)出一種抗EMI電路時(shí),您會(huì)發(fā)現(xiàn),模擬傳感器電路往往會(huì)成為巨大的EMI吸收器。這是因?yàn)?,傳感器電路常常產(chǎn)生低電平信號(hào),并且有許多高阻抗模擬端口。另外,這些電路使用更加緊湊的組件間隔,其讓系統(tǒng)更容易截獲和傳導(dǎo)噪聲干擾,從而進(jìn)入到線跡中。

隨著技術(shù)的進(jìn)步,EMI 對(duì)電路正常運(yùn)行構(gòu)成越來(lái)越大的威脅。這是因?yàn)殡娮討?yīng)用正轉(zhuǎn)向各種無(wú)線通信或者便攜式平臺(tái)。因此大多數(shù)干擾EMI 信號(hào)最終都以傳導(dǎo)EMI 的形式進(jìn)入到PCB 線跡(trace)中。

一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)算放大器有3 個(gè)低阻抗引腳(正功率、負(fù)功率和輸出)以及2 個(gè)高阻抗輸入引腳(請(qǐng)參見(jiàn)圖1a)。盡管這些引腳可以抵抗EMI 影響,但是輸入引腳最為脆弱。

EMIRR 與EMIRR IN+ 測(cè)定方法比較
圖1:EMIRR 與EMIRR IN+ 測(cè)定方法比較

EMIRR 電磁干擾抑制比
   
電壓反饋放大器的反相和非反相引腳的特性基本相同。但是,非反相輸入(請(qǐng)參見(jiàn)圖1b)的放大器EMI 耐受度測(cè)試最為簡(jiǎn)單。
gongshi          (1)
式1 中,VRF_PEAK 為所用RF 電壓的峰值,VOS 為放大器的DC 偏移電壓,而100 mVP 為100 mVP 輸入信號(hào)EMIRR IN+ 參考。
   
您可以利用EMIRR 衡量標(biāo)準(zhǔn),比較放大器的EMI 抑制性能。圖2 顯示了 TI OPA333 CMOS 運(yùn)算放大器的EMIRR IN+ 響應(yīng)。該圖表明,這種器件可以較好地抑制器件300 kHz帶寬以上的頻率信號(hào)。

OPA333、EMRR IN+ 與頻率的關(guān)系
圖2:OPA333、EMRR IN+ 與頻率的關(guān)系  

相比外部RC 濾波器,集成電路內(nèi)部EMI 濾波器擁有三個(gè)方面的好處。潛在用戶可以對(duì)包含集成濾波器的放大器的性能進(jìn)行測(cè)試,以保證其在較寬頻率范圍的EMI 抑制性能(2)。無(wú)源濾波器組件在寄生電容和電感方面并不理想,其限制了濾波器抑制甚高頻噪聲的能力。與之形成對(duì)比的是,集成電路與片上無(wú)源組件的電氣特性十分匹配。最后,使用內(nèi)部濾波器的集成電路還可以給客戶帶來(lái)其它一些好處,例如:組件數(shù)目更少、成本更低和電路板面積更小等。
   
為了降低電路的EMI 敏感度,電路板設(shè)計(jì)人員應(yīng)始終注意使用良好的布局方法。可以通過(guò)讓線跡長(zhǎng)度盡可能的短,使用表面貼裝組件,以及使用具有專用信號(hào)回路接地層的印制電路板(PCB),來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。盡可能地保持接地層完整,并讓數(shù)字信號(hào)遠(yuǎn)離模擬信號(hào)通路。另外,將射頻旁路電容器放置在所有集成電路電源引腳上。讓這些電容器靠近器件引腳,并確保在潛在EMI 頻率下其阻抗盡可能地接近0 歐姆。

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