EMI濾波減少模擬應(yīng)用誤差

　　EMI是如何造成較大的直流偏差呢?可能是以下一種情形：根據(jù)設(shè)計(jì)，很多儀表放大器可以在最高數(shù)十千赫的頻率范圍內(nèi)表現(xiàn)出極佳的共模抑制性能。但是，非屏蔽的放大器接觸到數(shù)十或數(shù)百"兆赫"的RF輻射時(shí)，就可能會出現(xiàn)問題。此時(shí)放大器的輸入級可能會出現(xiàn)非對稱整流，從而產(chǎn)生直流失調(diào)，進(jìn)一步放大后，會非常明顯，再加上放大器的增益，甚至達(dá)到其輸出或部分外部電路的上限。

　　關(guān)于高頻信號如何影響模擬器件的示例

　　本例將詳細(xì)介紹一種典型的高端電流檢測應(yīng)用。圖1所示為汽車應(yīng)用環(huán)境中用于監(jiān)控電磁閥或其它感性負(fù)載的常見配置。

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　　圖1. 高端電流監(jiān)控

　　我們采用兩個(gè)具有類似設(shè)計(jì)的電流檢測放大器配置，研究了高頻干擾的影響。這兩個(gè)器件的功能和引腳排列完全相同;不過，其中一個(gè)內(nèi)置EMI濾波器電路，而另一個(gè)則沒有。

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　　圖2. 電流傳感器輸出 (無內(nèi)置EMI濾波器，前向功率 = 12 dBm, 100 mV/分頻，3 MHz時(shí)直流輸出達(dá)到峰值)

　　圖2所示為輸入在較寬頻率范圍內(nèi)變化時(shí)電流傳感器的直流輸出與其理想值的偏差情況。從圖中可以看出，在1 MHz至20 MHz的頻率范圍內(nèi)，偏差最為顯著(>0.1 V)，且3 MHz時(shí)直流誤差達(dá)到最大值(1 V)，這在放大器0 V至5 V的輸出電壓范圍中占據(jù)很大比例。

　　圖3所示為采用另一種引腳兼容電流傳感器時(shí)相同實(shí)驗(yàn)和配置的測試結(jié)果，其中電流傳感器具有與之前示例相同的電路架構(gòu)和類似的直流規(guī)格，但是內(nèi)置輸入EMI濾波電路。注意，電壓范圍擴(kuò)大了20倍。

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　　圖3. 電流傳感器輸出 (內(nèi)置EMI濾波器，前向功率 = 12 dBm, 5 mV/分頻，>100 MHz時(shí)直流輸出達(dá)到峰值)

　　這種情況下，40 MHz時(shí)誤差僅為3 mV左右，且峰值誤差(大于100 MHz時(shí))小于30 mV,性能提高35倍。這點(diǎn)清楚地表明，內(nèi)置EMI濾波電路有助于顯著提高電流傳感器防護(hù)性能，使其免受輸入端存在的高頻信號影響。在實(shí)際應(yīng)用中，盡管并不清楚EMI的嚴(yán)重程度，但是如果使用內(nèi)置EMI濾波功能的電流傳感器，實(shí)際上控制環(huán)路將會保持在其容差范圍內(nèi)。

　　這兩種器件都在完全相同的條件下進(jìn)行測試。唯一不同就是AD8208(參見"附錄")在輸入引腳和電源引腳上都配有內(nèi)部低通RF輸入濾波器。在芯片上增添這樣的部件似乎微不足道，但是由于應(yīng)用通常由PWM進(jìn)行控制，這種情況下電流檢測放大器必須能夠承受最高45 V的連續(xù)開關(guān)共模電壓。因此，要保持精確的高增益和共模抑制性能，輸入濾波器必須嚴(yán)格匹配。