如何保證EMI兼容性 - 如何減少前端模擬器件的電磁干擾EMI

　　汽車應(yīng)用對EMI事件尤其敏感，而在由中央電池、捆綁線束、各種感性負(fù)載、天線以及與汽車相關(guān)的外部干擾構(gòu)成的嘈雜電氣環(huán)境中，后者卻是無法避免的。由于安全氣囊配置、巡航控制、剎車和懸架等多種關(guān)鍵功能控制都涉及到電子設(shè)備，因此必須保證EMI兼容性，絕不容許因外部干擾而出現(xiàn)誤報(bào)或誤觸發(fā)。早先，EMI兼容性測試是汽車應(yīng)用中的最后一項(xiàng)測試。如果出現(xiàn)差錯(cuò)，設(shè)計(jì)人員就必須在倉促之間找出解決方案，而這往往涉及到改變電路板布局、額外添加濾波器，甚至是更換器件。

　　這種不確定性極大提高了設(shè)計(jì)成本，并給工程師造成了很多麻煩。一直以來，汽車行業(yè)都在采取切實(shí)措施來改善EMI兼容性。由于設(shè)備必須符合EMI標(biāo)準(zhǔn)，汽車OEM廠商現(xiàn)在要求半導(dǎo)體制造商(如ADI公司)必須在器件級執(zhí)行EMI測試，然后才會考慮采用其生產(chǎn)的器件?，F(xiàn)在，這一流程已經(jīng)普及，所有IC制造商都使用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格來測試器件的EMI兼容性。

　　如欲了解各類型集成電路的標(biāo)準(zhǔn)EMI測試要求，請向國際電工委員會(IEC)購買獲取相關(guān)文檔。通過IEC 62132和IEC 61967等文檔則可以了解EMI和EMC，其中非常詳細(xì)地描述了如何使用業(yè)界公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)來測試特定集成電路。上述各種測試都是根據(jù)這些指南說明進(jìn)行的。

　　具體而言，這些測試都采用 “直接功率注入法”完成，這是一種通過電容將RF信號耦合至特定器件引腳的方法。根據(jù)待測IC的類型，針對不同的RF信號功率水平和頻率范圍，測試器件的每路輸入。圖4顯示了在特定引腳上執(zhí)行直接功率注入測試的原理示意圖。

　　圖4. 直接功率注入

　　這些標(biāo)準(zhǔn)中包含電路配置、布局方法和監(jiān)控技術(shù)方面的大量必要信息，有助于正確理解器件測試成功與否。更為完整的IEC標(biāo)準(zhǔn)原理圖如圖5所示。

　　圖5. EMI耐受性測試原理圖

　　總結(jié)

　　集成電路的EMI兼容性是電子設(shè)計(jì)能否成功的關(guān)鍵所在。本文僅從放大器是否內(nèi)置EMI濾波器出發(fā)，介紹了兩款非常類似的放大器執(zhí)行直流測量時(shí)，在RF環(huán)境中的直流性能有何顯著差別。在汽車應(yīng)用中，考慮到安全性和可靠性時(shí)，EMI是一個(gè)非常重要的方面。如今，在設(shè)計(jì)和測試針對關(guān)鍵應(yīng)用的器件時(shí)，IC制造商(如ADI公司)日益重視EMI耐受性方面的考慮因素。IEC標(biāo)準(zhǔn)非常詳細(xì)地說明了有用的相關(guān)指導(dǎo)原則。對于汽車應(yīng)用市場，AD8207,AD8208和AD8209等電流檢測器件都通過了EMI測試。鋰離子電池安全監(jiān)控器AD8280 和數(shù)字式可編程傳感器信號放大器AD8556等新款器件經(jīng)過專門設(shè)計(jì)和測試，符合EMI相關(guān)要求。

　　附錄

　　AD8208的更多詳情：AD8203(圖A)是一款單電源差動放大器，非常適合在大共模電壓情況下放大和低通濾波小差分電壓。采用+5 V單電源供電時(shí)，輸入共模電壓范圍為-2 V至+45 V。該款放大器提供增強(qiáng)的輸入過壓和ESD保護(hù)，并內(nèi)置EMI濾波功能。

　　圖A. AD8208差動放大器

　　AD8208具有出色的交流和直流性能，且通過相關(guān)認(rèn)證，適合要求采用穩(wěn)定可靠的精密器件來改善系統(tǒng)控制的汽車應(yīng)用。失調(diào)和增益漂移典型值分別小于5 µV/°C和10 ppm/°C。該器件提供SOIC和MSOP兩種封裝，在DC至10 kHz范圍內(nèi)共模抑制比(CMR)最小值為80 dB。

　　另外提供一個(gè)外部可用的100kΩ電阻，可用來進(jìn)行低通濾波以及建立20以外的增益。