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如何减少电磁干扰EMI滤波精密模拟应用中的误差

2512885 2020-08-06 | pdf | 0.30 MB | 次下载 | 1积分

资料介绍

　　在医疗设备、汽车仪器仪表和工业控制等科技领域中，当设备设计涉及应变计、传感器接口和电流监控时，通常需要采用精密模拟前端放大器，以便提取并放大非常微弱的真实信号，并抑制共模电压和噪声等无用信号。首先，设计人员将集中精力确保器件级噪声、失调、增益和温度稳定性等精度参数符合应用要求。然后，设计人员根据上述特性，选择符合总误差预算要求的前端模拟器件。不过，此类应用中存在一个经常被忽视的问题，即外部信号导致的高频干扰，也就是通常所说的“电磁干扰（EMI）”。EMI可以通过多种方式发生，主要受最终应用影响。例如，与直流电机接口的控制板中可能会用到仪表放大器，而电机的电流环路包含电源引线、电刷、换向器和线圈，通常就像天线一样可以发射高频信号，因而可能会干扰仪表放大器输入端的微小电压。另一个例子是汽车电磁阀控制中的电流检测。电磁阀由车辆电池通过长导线来供电，这些导线就像天线一样。该导线路径中连接着一个串联分流电阻，然后通过电流检测放大器来测量该电阻上的电压。该线路中可能存在高频共模信号，而该放大器的输入端容易受到这类外部信号的影响。一旦受到外部高频干扰影响，就可能导致模拟器件的精度下降，甚至可能无法控制电磁阀电路。这种状态在放大器中的表现就是放大器输出精度超过误差预算和数据手册中的容差，甚至在某些情况下可能会达到限值，从而导致控制环路关断。 EMI是如何造成较大的直流偏差呢？可能是以下一种情形：根据设计，很多仪表放大器可以在最高数十千赫的频率范围内表现出极佳的共模抑制性能。但是，非屏蔽的放大器接触到数十或数百“兆赫”的RF辐射时，就可能会出现问题。此时放大器的输入级可能会出现非对称整流，从而产生直流失调，进一步放大后，会非常明显，再加上放大器的增益，甚至达到其输出或部分外部电路的上限。