EMI

在医疗设备、汽车仪器仪表和工业控制等科技领域中，当设备设计涉及应变计、传感器接口和电流监控时，通常需要采用精密模拟前端放大器，以便提取并放大非常微弱的真实信号，并抑制共模电压和噪声等无用信号。首先，设计人员将集中精力确保器件级噪声、失调、增益和温度稳定性等精度参数符合应用要求。

然后，设计人员根据上述特性，选择符合总误差预算要求的前端模拟器件。不过，此类应用中存在一个经常被忽视的问题，即外部信号导致的高频干扰，也就是通常所说的“电磁干扰(EMI)”。EMI可以通过多种方式发生，主要受最终应用影响。例如，与直流电机接口的控制板中可能会用到仪表放大器，而电机的电流环路包含电源引线、电刷、换向器和线圈，通常就像天线一样可以发射高频信号，因而可能会干扰仪表放大器输入端的微小电压。

另一个例子是汽车电磁阀控制中的电流检测。电磁阀由车辆电池通过长导线来供电，这些导线就像天线一样。该导线路径中连接着一个串联分流电阻，然后通过电流检测放大器来测量该电阻上的电压。该线路中可能存在高频共模信号，而该放大器的输入端容易受到这类外部信号的影响。一旦受到外部高频干扰影响，就可能导致模拟器件的精度下降，甚至可能无法控制电磁阀电路。这种状态在放大器中的表现就是放大器输出精度超过误差预算和数据手册中的容差，甚至在某些情况下可能会达到限值，从而导致控制环路关断。

<strong>背景知识</strong>

ADAS是高级驾驶员辅助系统的英文缩写，它在当今许多新型汽车和卡车中很常见。此类系统通常有助于安全驾驶；当检测到周围物体（例如不遵守交通规则的行人、骑车人，甚至有其他车辆位于不安全的行驶轨迹上）构成风险时，系统可以向驾驶员提供警报！此外，这些系统通常提供自适应巡航控制、盲点检测、车道偏离警告、驾驶员困倦监控、自动制动、牵引控制和夜视等动态特性。因此，消费者对安全性日益增强的重视、对驾驶舒适性的要求以及政府安全法规的不断增加，是未来十年后半时期汽车ADAS的主要增长动力。

这种增长对行业来说并不是没有挑战，包括价格压力、通货膨胀、复杂性和系统测试的困难性。此外，欧洲汽车行业是最具创新性的汽车市场之一，这点不足为奇，ADAS的市场渗透率和客户接受度均有重大突破。不过，美国和日本汽车制造商也不甘落后。最终目标是实现无需人类在方向盘后面干预的自动驾驶！

<strong>系统难题</strong>

<strong>产品特性</strong>

低失调电压：60 μV（最大值，25°C，8 引脚和 14 引脚 SOIC）

低失调电压漂移：1 μV/°C（最大值，8 引脚和 14 引脚 SOIC）

低输入偏置电流：1 nA（最大值，25°C）

低电压噪声密度：8 nV/√Hz（典型值，1 kHz）

大信号电压增益(AVO)：100 dB（最小值，全电源电压和工作
温度范围）

支持高于或低于供电轨电压 32 V 的输入过压保护

集成 EMI 滤波器
70 dB（1000 MHz 下的典型抑制）
90 dB（2400 MHz 下的典型抑制）

轨到轨输出摆幅
低供电电流：每个放大器 500 µA（典型值）

宽带宽
增益带宽积(AV = 100)：3.5 MHz（典型值）
单位增益交越(AV = 1)：3.5 MHz（典型值）
−3 dB 带宽(AV = 1)：6 MHz（典型值）

双电源供电
额定电压±5 V 至±15 V，工作电压±2.5 V 至±18 V

单位增益稳定
无反相

<strong>电磁兼容性(EMC)简介</strong>

模拟电路性能常常会因附近电气活动产生的高频信号而受到不利影响。此外，内置模拟电路的设备也可能对其外部的系统产生不利影响。参考文献1(第4页)根据IEC-60050定义给出了“电磁兼容性(EMC)”定义：

EMC是指器件、整套设备或系统在电磁环境下保持良好性能且不会向该环境中的任何器件、设备或系统引入大量电磁干扰的能力。

因此，术语“EMC”描述以下两个方面：

1. 电气电子系统保持正常工作且不干扰其它系统的能力。
2. 此类系统在额定电磁环境中按预期工作的能力。

因此，完整的EMC保证将会表明：设计中的设备应该既不会产生杂散信号，也不易受带外外部信号(即目标频率范围之外的那些信号)影响。模拟设备多数时候深受后一类EMC问题之害。此部分将重点介绍如何恰当处理这类杂散信号。

本视频将深入介绍如何降低isoPower®器件中的电磁干扰(EMI)。

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<strong>Van Yang, Songtao Mu, 和 Derrick Hartmann</strong>

<strong>简介</strong>

在高端工厂自动化应用中（如油气厂和电厂），常会要求多路采 集通道与通道之间进行隔离，其中高耐压、小尺寸、低EMI、高可 靠性和低成本等要求在通道间隔离设计中别具挑战性。通常目前 现有成熟方案，标准模块实现的通道密度往往仅限于四个通道或 八个通道，通道间隔离只能承受数百伏特耐压。

本文将简要讨论在过程控制中模拟量输入模块中的隔离问题以及 其传统解决方法，然后将提出一种替代性的高密度、易于设计的 通道间隔离模拟输入模块的完整解决方案。测试结果表明，这个 16通道、2.5 kV rms通道间隔离演示模块可以轻松通过EN55022 Class B 和Class A的IEC辐射标准。

<strong>过程控制模拟量输入模块中的隔离</strong>