使用EMIRR規(guī)范檢查放大器以應(yīng)對EMI問題

隨著技術(shù)的進(jìn)步，EMI 對電路正常運(yùn)行構(gòu)成越來越大的威脅。這是因?yàn)殡娮討?yīng)用正轉(zhuǎn)向各種無線通信或者便攜式平臺。因此大多數(shù)干擾 EMI 信號最終都以傳導(dǎo) EMI 的形式進(jìn)入到 PCB 線跡（trace）中。當(dāng)您努力想要設(shè)計出一種抗 EMI 電路時，您會發(fā)現(xiàn)，模擬傳感器電路往往會成為巨大的 EMI 吸收器。這是因?yàn)?，傳感器電路常常產(chǎn)生低電平信號，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。在這種 EMI 情況下，運(yùn)算放大器 (op amp) 便會成為一個主要目標(biāo)。我們在本系列文章的第1部分“EMI 如何通過介質(zhì)干擾電路”看到了這種效應(yīng)。(文章詳情請見：http://news.eefocus.com/article/12-06/261338887464.html?sort=1771_1773_1819_0 )，此文中圖 1 所示 EMI 信號引起 1.5 伏的偏移電壓誤差！一個標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)算放大器有 3 個低阻抗引腳（正功率、負(fù)功率和輸出）以及 2 個高阻抗輸入引腳（請參見圖 1a）。盡管這些引腳可以抵抗 EMI 影響，但是輸入引腳最為脆弱。圖 1 EMIRR 與 EMIRR IN+ 測定方法比較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（請參見圖 1b）的放大器 EMI 耐受度測試最為簡單。方程式 1方程式 1 中，V_{RF_PEAK} 為所用 RF 電壓的峰值，V_OS 為放大器的 DC 偏移電壓，而 100 mV_P 為 100 mV_P 輸入信號 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。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 濾波器擁有三個方面的好處。潛在用戶可以對包含集成濾波器的放大器的性能進(jìn)行測試，以保證其在較寬頻率范圍的 EMI 抑制性能⁽²⁾。無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。與之形成對比的是，集成電路與片上無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)計人員應(yīng)始終注意使用良好的布局方法?？梢酝ㄟ^讓線跡長度盡可能的短，使用表面貼裝組件，以及使用具有專用信號回路接地層的印制電路板 (PCB)，來實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。盡可能地保持接地層完整，并讓數(shù)字信號遠(yuǎn)離模擬信號通路。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。參考文獻(xiàn)《EMI 如何通過介質(zhì)干擾電路》，作者：Baker, Bonnie，2012 年 2 月 16 日發(fā)表于《EDN》第 18 頁?！?b class="tup">運(yùn)算放大器EMI抑制比.pdf》，作者：Hall, Kuehl，2011年 8 月發(fā)表于 TI 《應(yīng)用報告》(SBOA128)?！?b class="tup">抗EMI型運(yùn)算放大器規(guī)范介紹.pdf》，作者：Wagt, Staveren，2011 年 1 月 15 日發(fā)表于 TI《應(yīng)用說明》(SNOA497A)。

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