前端模擬器件的電磁干擾EMI減少方案

　　圖3. 電流傳感器輸出 （內置EMI濾波器，前向功率 = 12 dBm, 5 mV/分頻，>100 MHz時直流輸出達到峰值）

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

　　這兩種器件都在完全相同的條件下進行測試。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，但是由于應用通常由PWM進行控制，這種情況下電流檢測放大器必須能夠承受最高45 V的連續開關共模電壓。因此，要保持精確的高增益和共模抑制性能，輸入濾波器必須嚴格匹配。

　　汽車應用對EMI事件尤其敏感，而在由中央電池、捆綁線束、各種感性負載、天線以及與汽車相關的外部干擾構成的嘈雜電氣環境中，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鍵功能控制都涉及到電子設備，因此必須保證EMI兼容性，絕不容許因外部干擾而出現誤報或誤觸發。早先，EMI兼容性測試是汽車應用中的最后一項測試。如果出現差錯，設計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計成本，并給工程師造成了很多麻煩。一直以來，汽車行業都在采取切實措施來改善EMI兼容性。由于設備必須符合EMI標準，汽車OEM廠商現在要求半導體制造商（如ADI公司）必須在器件級執行EMI測試，然后才會考慮采用其生產的器件。現在，這一流程已經普及，所有IC制造商都使用標準規格來測試器件的EMI兼容性。

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

　　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

　　這些標準中包含電路配置、布局方法和監控技術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標準原理圖如圖5所示。

圖5. EMI耐受性測試原理圖

　　總結

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