模擬器件和電路設(shè)計(jì) - EMC器件選擇及電路設(shè)計(jì)

　　1.2.1 選擇模擬器件

　　從EMC的角度選擇模擬器件不象選擇數(shù)字器件那樣直接，雖然同樣希望發(fā)射、轉(zhuǎn)換速率、電壓波動(dòng)、輸出驅(qū)動(dòng)能力要盡量小，但對(duì)大多數(shù)有源模擬器件，抗擾度是一個(gè)很重要的因素，所以確定明確的EMC訂購(gòu)特征相當(dāng)困難。

　　來(lái)自不同廠商的同一型號(hào)及指標(biāo)的運(yùn)算放大器，可以有明顯不同的EMC性能，因此確保后續(xù)產(chǎn)品性能參數(shù)的一致性是十分重要的。敏感模擬器件的廠商提供EMC或電路設(shè)計(jì)上的信噪處理技巧或PCB布局，這表明他們關(guān)心用戶的需求，這有助于用戶在購(gòu)買時(shí)權(quán)衡利弊。

　　1.2.2 防止解調(diào)問(wèn)題

　　大多數(shù)模擬設(shè)備的抗擾度問(wèn)題是由射頻解調(diào)引起的。運(yùn)放每個(gè)管腳都對(duì)射頻干擾十分敏感，這與所使用的反饋線路無(wú)關(guān)(見(jiàn)圖3)，所有半導(dǎo)體對(duì)射頻都有解調(diào)作用，但在模擬電路上的問(wèn)題更嚴(yán)重。即使低速運(yùn)放也能解調(diào)移動(dòng)電話頻率及其以上頻率的信號(hào)，圖4表明了實(shí)際產(chǎn)品的測(cè)試結(jié)果。為了防止解調(diào)，模擬電路處于干擾環(huán)境中時(shí)需保持線性和穩(wěn)定，尤其是反饋回路，更需在寬頻帶范圍內(nèi)處于線性及穩(wěn)定狀態(tài)，這就常常需要對(duì)容性負(fù)載進(jìn)行緩沖，同時(shí)用一個(gè)小串聯(lián)電阻(約為500)和一個(gè)大約5PF的積分反饋電容串聯(lián)。

　　進(jìn)行穩(wěn)定度及線性測(cè)試時(shí)，在輸入端注入小的但上升沿極陡 (<1ns) 的方波信號(hào)(也可以通過(guò)電容饋送到輸出端和電源端)，方波的基頻必須在電路預(yù)期的頻帶內(nèi)，電路輸出應(yīng)用100MHz(至少)的示波器和探針進(jìn)行過(guò)沖擊和振鈴檢查，對(duì)音頻或儀表電路也應(yīng)如此，對(duì)更高速模擬電路，要選取頻帶更寬的示波器，同時(shí)注意使用探頭的技巧

　　超過(guò)信號(hào)高度50%的過(guò)沖擊表明電路不穩(wěn)定，對(duì)過(guò)沖擊應(yīng)予以有效的衰減，信號(hào)的任何長(zhǎng)久的振鈴(超過(guò)兩個(gè)周期)或突發(fā)振蕩表明其穩(wěn)定度不好。

　　以上測(cè)試應(yīng)在輸入及輸出端均無(wú)濾波器的情況下進(jìn)行，也可以用掃頻代替方波，頻譜分析儀代替示波器(更易看出共振頻率)

?

?

　　1.2.3其它模擬電路技術(shù)

　　獲得一穩(wěn)定且線性的電路后，其所有聯(lián)線可能還需濾波，同一產(chǎn)品中的數(shù)字電路部分總會(huì)把噪聲感應(yīng)到內(nèi)部連線上，外部連線則承受外界的電磁環(huán)境的騷擾。濾波器將在后面介紹。

　　決不要試圖采用有源電路來(lái)濾波和抑制射頻帶寬以達(dá)到EMC要求，只能使用無(wú)源濾波器(最好是RC型)。在運(yùn)放電路中，只有在其開環(huán)增益遠(yuǎn)大于閉環(huán)增益時(shí)的頻率范圍內(nèi)，積分反饋法才有效，但在更高頻率，它不能控制頻率響應(yīng)。

　　應(yīng)避免采用輸入、輸出阻抗高的電路，比較器必須具有遲滯特性(正反饋)，以防止因?yàn)樵肼暫透蓴_而使輸出產(chǎn)生誤動(dòng)作，還可防止靠近切換點(diǎn)處的振蕩 。不要使用比實(shí)際需要快得多的輸出轉(zhuǎn)換比較器，保持dv/dt在較低狀態(tài)。

　　對(duì)高頻模擬信號(hào)(例如射頻信號(hào))，傳輸線技術(shù)是必需的，取決于其長(zhǎng)度和通信的最高頻率，甚至對(duì)低頻信號(hào)，如果對(duì)內(nèi)部聯(lián)接用傳輸線技術(shù)，其抗擾度也將有所改善。有些模擬集成電路內(nèi)的電路對(duì)高場(chǎng)強(qiáng)極為敏感，這時(shí)可用小金屬殼將其屏蔽起來(lái)(如果散熱允許)，并將屏蔽盒焊接到PCB地線面上

　　與數(shù)字電路相同，模擬器件也需要為電源提供高質(zhì)量的射頻旁路(去耦)，但同時(shí)也需低頻電源旁路，因?yàn)槟M器件的電源噪聲抑制率(PSRR)對(duì)1kHz以上頻率是很微弱的，對(duì)每個(gè)運(yùn)放、比較器或數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的每個(gè)模擬電源引腳的RC或LC濾波都是必要的，這些電源濾波器轉(zhuǎn)折頻率和過(guò)渡帶斜率應(yīng)補(bǔ)償器件PSRR的轉(zhuǎn)折頻率和斜率，以在所關(guān)心的頻帶內(nèi)獲得期望的PSRR

　　一般的EMC設(shè)計(jì)指南中都很少涉及射頻設(shè)計(jì)，這是因?yàn)樯漕l設(shè)計(jì)者一般都很熟悉大多數(shù)連續(xù)的EMC現(xiàn)象，然而需要注意的是，本振和IF頻率一般都有較大的泄漏 ，所以需要著重屏蔽和濾波。