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放大器中射频干扰整流误差电路盘点

接线图 2023年02月05日 14:33 249 admin

在实际应用中,必须处理日益增多的射频干扰(RFI),对于信号传输线路较长且信号强度较低的情况尤其如此,而仪表放大器的典型应用就是这种情况,因为其内在的共模抑制能力,它能从较强共模噪声和干扰中提取较弱的差分信号。但有个潜在问题却往往被忽视,即仪表放大器中存在的射频整流问题。当存在强射频干扰时,集成电路可能对干扰进行整流,然后以直流输出失调误差表现出来。仪表放大器输入端的共模信号通常被其共模抑制的性能衰减了。射频整流仍然会发生,因为即使最好的仪表放大器在信号频率高于20 kHz时,实际上也不能抑制共模噪声。放大器的输入级可能对强射频信号进行整流,然后以直流失调误差表现出来。一旦经过整流后,在仪表放大器输出端的低通滤波器将无法消除这种误差。如果射频干扰为间歇性,那么它会导致无法被觉察到的测量误差。

设计实用的射频干扰滤波器

解决这一问题的最实用方案是在仪表放大器之前 使用一个差分低通滤波器,以对射频信号进行衰减。该滤波器有三个作用:尽可能多地消除输入线路中的射频能量;使每条线路与接地(共用)之间的交流信号保持平衡;并在整个测量带宽内维持足够高的输入阻抗,以避免增加信号源的负载。

放大器中射频干扰整流误差电路盘点  第1张

图1是多种差分射频干扰滤波器的基本框图。图中所示元件值均针对AD8221选择,AD8221的-3dB典型带宽值为:

图1 用于防止射频干扰整流误差的低通滤波器电路

1MHz,典型电压噪声电平为7 nVQQ截图20141204111321.jpg.除抑制射频干扰之外,该滤波器同时具有输入过载保护功能。因为电阻R1a和R1b有助于隔离仪表放大器输入电路与外部信号源。

放大器中射频干扰整流误差电路盘点  第2张

图2是该抗射频干扰电路的简化图。

从图中可见,滤波器形成一个桥接电路,其输出跨接于仪表放大器的输入引脚间。鉴于这种连接方法,C1a/R1a与C1b /R1b两个时间常数之间的任何不匹配都会导致桥路失衡,从而降低高频共模抑制性能。因此,电阻R1a和R1b以及电容C1a和C1b均应始终相等。

图2 电容C2构成C1a/C1b的旁路,并能有效降低因元件不匹配引起的交流共模抑制误差

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标签: 滤波器 电源 电路 高频共模抑制性能

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