Dans la technologie des dispositifs médicaux, l'instrumentation automobile, et le contrôle industriel, lorsque la conception de l'appareil comporte une jauge de contrainte, l'interface de capteur et un moniteur de courant, nécessite généralement l'utilisation d'amplificateurs frontaux analogiques de précision, pour extraire et amplifier le signal vrai très faible et suppriment commun le mode bruit de tension et les signaux indésirables. Tout d'abord, le concepteur surtout à ce que le bruit au niveau du dispositif, décalage, de gain et les paramètres de stabilité de température répondent aux exigences de précision de l'application.

Ensuite, le concepteur en fonction des caractéristiques choisies pour les composants analogiques frontaux budget total d'erreur. Cependant, de telles applications, il est souvent négligé problème que l'interférence à haute fréquence provoquée par un signal externe, qui est communément appelé « interférence électromagnétique (EMI) ». EMI peut se produire de plusieurs façons, notamment par l'impact de l'application finale. Par exemple, l'interface de la machine du panneau de commande à courant continu peut être utilisé dans l'amplificateur d'instrumentation, boucle moteur et le courant comprenant un conducteur d'alimentation, une brosse, commutateur et de la bobine, typiquement sous la forme d'un signal à haute fréquence peut être transmise sous forme de l'antenne, et peut donc être instrumentation légère d'interférence amplificateur borne de tension d'entrée.

Un autre exemple est le contrôle de détection de courant de l'automobile. L'électrovanne est alimentée par la batterie du véhicule par l'intermédiaire de longs conducteurs, que la même antenne. La trajectoire de fil est relié à une résistance de shunt en série, puis de mesurer la tension aux bornes de la résistance par un amplificateur de détection de courant. Haute fréquence des signaux en mode commun qui peuvent être présents dans la ligne, et l'entrée de l'amplificateur est sensible à un tel signal externe. Une fois soumis à une interférence de fréquence haute externe, elle pourrait conduire à une diminution de la précision des appareils analogiques, ou même ne peut pas être contrôlé circuit magnétique. Cet état se traduit par une précision amplificateur de tolérance que l'amplificateur budget erreur de sortie et les données manuelles, et dans certains cas, peut atteindre la limite, ce qui provoque la boucle de régulation est désactivée.

EMI est causée par la taille de décalage DC il? Peut-être l'un des scénario suivant: La conception, de nombreux amplificateur d'instrumentation peut présenter un excellent rejet en mode commun dans la gamme de fréquences jusqu'à plusieurs dizaines de kilohertz. Cependant, un amplificateur non blindé lorsqu'il est exposé à des dizaines ou des centaines de « mégahertz » de rayonnement RF, il peut être un problème. A ce moment, l'étage d'entrée de l'amplificateur peut apparaître rectifié asymétrique pour produire des décalages de courant continu, après une amplification supplémentaire, sera très évidente, plus le gain de l'amplificateur, même à sa limite supérieure ou la partie de sortie du circuit externe.

Exemple de moyens d'influer sur le simulateur de signal à haute fréquence membre

Cet exemple décrit en détail une applications à courant élevé côté typique de détection. La figure 1 représente un environnement automobile de surveillance configuration courante pour une électrovanne ou une autre charge inductive.

1. La figure haute surveillance de courant

Nous utilisons deux ont un effet configuration de conception similaire de l'amplificateur de détection de courant à haute fréquence du bruit étudié. Brochage et la fonction de ces deux dispositifs sont identiques, mais un du circuit de filtre EMI intégré, et l'autre sans.

La Fig. 2. La sortie de courant de capteur (non intégré de filtre EMI, la puissance directe = 12 dBm, 100 mV / division, tandis que la sortie en courant continu à pic 3 MHz)

Illustre la sortie DC valeur de courant sur son capteur lors d'un changement dans une large gamme de fréquence des écarts d'entrée de la Fig. Comme on le voit sur la figure, dans la gamme de fréquences de 1 MHz à 20 MHz, le plus écart significatif ( « 0,1 V), 3 MHz et l'erreur DC maximale (1 V), dans lequel l'amplificateur de 0 V à 5 V plage de tension de sortie occupe une grande proportion.

La figure 3 montre l'utilisation d'une autre configuration compatible broches et les résultats des essais de la même expérience lorsque le capteur de courant, dans lequel le capteur de courant ayant la même architecture précédentes spécifications exemplaires DC du circuit, et analogues, mais l'entrée intégrée dans le circuit de filtre EMI. Notez que la plage de tension étendue 20 fois.

Figure 3. Capteur de courant (filtre EMI intégré, la puissance directe = 12 dBm, 5 mV / division, tandis que « pic de sortie 100 MHz DC)

Dans ce cas, l'erreur est seulement d'environ 40 MHz 3 mV, et l'erreur de crête (supérieure à 100 MHz) est inférieure à 30 mV, l'amélioration du rendement 35 fois. Clairement montre que le circuit de filtre EMI construit contribuent à améliorer considérablement les capteurs de courant de performance de protection, de sorte que l'entrée de signal à haute fréquence de l'influence de la présence. Dans les applications pratiques, bien qu'il ne soit pas clair que la gravité de l'IME, mais si le capteur intégré courant filtrage EMI, en fait, la boucle de commande reste dans sa tolérance.

Les deux appareils ont été testés dans des conditions identiques. La seule différence est le AD8208 (voir « annexe ») sont équipés d'une source d'alimentation interne sur les broches d'entrée et les broches RF filtre passe-bas d'entrée. De tels composants ajoutés sur la puce peut sembler insignifiante, mais étant donné que les applications sont généralement contrôlées par l'amplificateur PWM, le sens de courant doit être capable de résister à la plus élevée de commutation en continu de 45 V de tension en mode commun dans ce cas. Par conséquent, pour maintenir un gain précis et élevé rejet en mode commun, le filtre d'entrée doit correspondre exactement.

Pourquoi et comment assurer la conformité EMI lors de la conception et de test

Les applications automobiles sont particulièrement sensibles à des événements EMI, et dans des environnements bruyants électriques composés de batterie centrale, le faisceau de câblage fourni, diverses charges inductives, antenne externe et l'interférence associée à l'automobile, celui-ci ne peut être évitée. En raison de la configuration de l'airbag, régulateur de vitesse, des freins et de la suspension, et d'autres fonctions clés sont liées au dispositif de commande électronique, il est nécessaire d'assurer la conformité EMI, en raison de l'ingérence extérieure ne tolérera pas de faux positifs ou de faux déclenchement. Plus tôt, le test de compatibilité EMI est le dernier test dans les applications automobiles. Si une erreur se produit, le concepteur doit trouver des solutions à la hâte, ce qui implique souvent de modifier la mise en page de la carte de circuit, l'ajout de filtres supplémentaires, ou même remplacer l'appareil.

Cette incertitude augmente considérablement le coût de la conception, l'ingénierie et de causer beaucoup d'ennuis. Tout au long, l'industrie automobile sont en train de prendre des mesures concrètes pour améliorer la compatibilité EMI. Étant donné que l'appareil doit se conformer aux normes EMI, les constructeurs automobiles sont désormais nécessaires fabricants de semi-conducteurs OEM (tels que l'ADI) test EMI doivent être effectuées au niveau de l'appareil, l'appareil examinera l'utilisation de leur production. Maintenant, ce processus a diffusion, tous les fabricants de circuits intégrés, utiliser un appareil de test standard de compatibilité EMI.

Pour connaître les exigences standards de test EMI de différents types de circuits intégrés, s'il vous plaît acheter l'accès aux documents pertinents à la Commission électrotechnique internationale (CEI). CEI 62132 et CEI 61967 et d'autres documents, vous pouvez comprendre EMI et EMC, qui décrit en détail comment utiliser la norme de l'industrie a accepté de circuit intégré spécifique de test. Ces différents tests ont été effectués conformément à ces instructions de lignes directrices.

Plus précisément, ces tests sont utilisés « méthode d'injection de puissance directe « est terminée, ce qui est un signal RF est couplé à travers un condensateur à une des broches de spécifiques du dispositif. Selon le type de circuit intégré sous test, des signaux pour différents niveaux de puissance RF et les plages de fréquences, chaque entrée du dispositif soumis au test. La figure 4 montre une vue schématique du principe de la réalisation d'une puissance d'injection directe sur un axe spécifique testé.

Figure 4. Direct Injection Puissance

Ces normes contiennent une grande quantité d'informations nécessaires pour configurer, méthode moniteur de mise en page et des techniques de circuit pour aider à la compréhension correcte du succès du dispositif de test. normes IEC plus schéma complet schéma illustré à la figure 5.

Figure 5. Test de tolérance EMI Schéma

résumé

Compatibilité EMI de circuits intégrés est la clé pour que le succès de la conception électronique. L'article que si l'amplificateur intégré dans le démarrage filtre EMI, mis en place lors de l'exécution des mesures DC, ce qui est une différence significative dans la performance continue de l'environnement RF est très similaire aux deux amplificateurs. Dans les applications automobiles, en tenant compte de la sécurité et la fiabilité, EMI est un aspect très important. Maintenant, dans la conception et l'essai de l'appareil pour les applications critiques, fabricants de circuits intégrés (tels que l'ADI) l'importance croissante des considérations tolérabilité EMI. norme CEI décrit les principes directeurs utiles et pertinents en détail. Pour les applications automobiles, AD8207, AD8208 et AD8209 et d'autres dispositifs de détection de courant ont passé des tests EMI. Un amplificateur moniteur de sécurité de la batterie au lithium-ion et AD8280 numériquement le signal programmable AD8556 et d'autres nouveaux dispositifs sont conçus et testés pour rencontrer les exigences EMI.

appendice

Plus de détails sur le AD8208: AD8203 (Panel A) est un amplificateur de différence mono-alimentation idéale pour amplifier et passe-bas filtrant les petites tensions différentielles aux hautes tensions en mode commun. A 5 V alimentation unique, l'entrée de mode commun plage de tension allant de -2 V à 45 V. Quel amplificateur fournit une surtension d'entrée améliorée et une protection ESD et EMI filtrage intégrées.

différentiel. Fig A. AD8208 amplificateur

AD8208 excellente alternative et de la performance en courant continu, et par la certification correspondante, pour les applications nécessitant stable et un dispositif fiable pour améliorer le système de contrôle de précision pour les applications automobiles. Le décalage et la dérive de gain sont typiquement inférieure à 5? V / ° C et 10 ppm / ° C Le dispositif fournit des paquets SOIC et MSOP, dans le courant continu de 10 kHz rapport de réjection en mode commun (CMR) est la valeur minimum de 80 dB.

En outre prévu à l'extérieur disponible un 100k? Résistance, peut être utilisé pour établir un filtrage passe-bas et le gain au-delà de 20.