为了测试配置的EMI/RFI灵敏度,可以向输入电阻施加1 Vp-p的共模信号,如图所示。采用常用的仪表放大器(如AD620),在增益为1000的条件下工作时,获得的最大RTI输入失调电压偏移在20 MHz范围内为1.5μV。在AD620滤波器示例中,差分带宽约为400 Hz。
共模扼流圈提供简单的单器件EMI/RFI保护,可以替代无源RC滤波器,如图6所示。
图6:为简明起见,以及实现最低噪声EMI/RFI滤波操作,共模扼流圈适用于AD620系列仪表放大器
除了采用的元件数量较少以外,通过电阻的消除作用,基于扼流圈的滤波器还具有低噪声。但是,选择合适的共模扼流圈至关重要。图6所示电路中采用的扼流圈是Pulse Engineering B4001。从DC至20 MHz(G = 1000)测得的最大RTI失调偏移为4.5μV。可以采用现成的扼流圈(如B4001),也可以另行制造。绕组的平衡非常重要,因此,建议采用双线绕组。当然,磁芯材料必须能够在预期频带内工作。注意,和图5中的RC滤波器系列不同,只采用扼流圈的滤波器无法提供差分滤波。通过增加图5所示的R1-C3-R2连接,可以在扼流圈后采用第二级设置选择增加差模滤波。
放大器输出和EMI/RFI
除了对输入和电源引脚进行滤波外,还需要防止放大器输出受到EMI/RFI的影响,在需要驱动用作天线的较长电缆时尤其必须注意。从输出线路收到的RF信号可以耦合回其受到整流的放大器输入端,并以失调偏移的形式再次出现在输出端。
电阻和/或铁氧体磁珠(或两者)与输出串联后,即构成最简单廉价的输出滤波器,如图7(上方电路)所示。
增加图7所示的电阻-电容-电阻“T”型电路(下方电路)后,可以改进该滤波器,只会略微变得复杂一些。输出电阻和电容会使大部分高频能量移出放大器,使该配置即使在低功耗有源器件中也同样适用。当然,必须仔细选择滤波器元件的时间常数,将所需输出信号下降程度降至最低。
本例中,所选的RC元件约为3 MHz信号带宽,适用于仪器仪表或其他低带宽级应用。
图7:应防止运算放大器和仪表放大器输出受到EMI/RFI的影响,尤其在驱动长电缆的情况下
参考文献:
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4. Charles Kitchin and Lew Counts, A Designer's Guide to Instrumentation Amplifiers, 3rd Edition, Analog Devices, 2006.