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运算放大器应用于EMI问题中

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随着技术的进步,EMI 对电路正常运行构成越来越大的威胁。这是因为电子应用正转向各种无线通信或者便携式平台。因此大多数干扰EMI 信号最终都以传导EMI 的形式进入到PCB 线迹(trace)中。

一个标准的运算放大器有3 个低阻抗引脚(正功率、负功率和输出)以及2 个高阻抗输入引脚(请参见图1a)。尽管这些引脚可以抵抗EMI 影响,但是输入引脚最为脆弱。

EMIRR 与EMIRR IN+ 测定方法比较
图1:EMIRR 与EMIRR IN+ 测定方法比较

EMIRR 电磁干扰抑制比
   
电压反馈放大器的反相和非反相引脚的特性基本相同。但是,非反相输入(请参见图1b)的放大器EMI 耐受度测试最为简单。
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式1 中,VRF_PEAK 为所用RF 电压的峰值,VOS 为放大器的DC 偏移电压,而100 mVP 为100 mVP 输入信号EMIRR IN+ 参考。
   
您可以利用EMIRR 衡量标准,比较放大器的EMI 抑制性能。图2 显示了 TI OPA333 CMOS 运算放大器的EMIRR IN+ 响应。该图表明,这种器件可以较好地抑制器件300 kHz带宽以上的频率信号。

OPA333、EMRR IN+ 与频率的关系
图2:OPA333、EMRR IN+ 与频率的关系  

相比外部RC 滤波器,集成电路内部EMI 滤波器拥有三个方面的好处。潜在用户可以对包含集成滤波器的放大器的性能进行测试,以保证其在较宽频率范围的EMI 抑制性能(2)。无源滤波器组件在寄生电容和电感方面并不理想,其限制了滤波器抑制甚高频噪声的能力。与之形成对比的是,集成电路与片上无源组件的电气特性十分匹配。最后,使用内部滤波器的集成电路还可以给客户带来其它一些好处,例如:组件数目更少、成本更低和电路板面积更小等。
   
为了降低电路的EMI 敏感度,电路板设计人员应始终注意使用良好的布局方法。可以通过让线迹长度尽可能的短,使用表面贴装组件,以及使用具有专用信号回路接地层的印制电路板(PCB),来实现上述目标。尽可能地保持接地层完整,并让数字信号远离模拟信号通路。另外,将射频旁路电容器放置在所有集成电路电源引脚上。让这些电容器靠近器件引脚,并确保在潜在EMI 频率下其阻抗尽可能地接近0 欧姆。

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