∑-△型轉換器AD7780在電子秤系統(tǒng)中的輻射抗擾度
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AD7780是一款包含PGA的低噪聲、低功耗、24位∑-△型轉換器。AD7780用于低端到中端的電子秤系統(tǒng)。作為發(fā)布過程的一部分，測試了電子秤系統(tǒng)的輻射抗擾度。本應用筆記介紹如何實現(xiàn)AD7780的最佳抗輻射性能，在設計印刷電路板(PCB)的過程中考慮了電路板布局和元件放置的影響。根據(jù)IEC 61000-4-3標準對整套系統(tǒng)(ADC、PCB和稱重傳感器)進行了輻射抗擾度測試。
輻射抗擾度
輻射抗擾度測試按照IEC 61000-4-3標準中的說明進行。磁場強度為10 V/m，RF頻率從80 MHz掃至1 GHz。根據(jù)規(guī)范，器件的分類如下：
● A類：在制造商、請求者或購買者指定的限制范圍內(nèi)性能正常。
● B類：暫時喪失功能或性能暫時降低，這種現(xiàn)象在干擾停止后消失，然后受測設備就會恢復正常性能，無需操作人員介入。
● C類：暫時喪失功能或性能暫時降低，需要操作人員介入才能解決此問題。
● D類：因為硬件或軟件損壞或者數(shù)據(jù)丟失而導致功能喪失或性能降低，并且無法恢復。
ADC在頻率掃描期間持續(xù)轉換。本應用筆記中通篇提到的誤差是指有RF頻率和沒有RF頻率時的ADC轉換之間的最大偏差。
要讓一套電子秤系統(tǒng)算得上A類，那么存在RF干擾時允許的誤差e為
輻射抗擾度測試分析
設置
圖1是輻射抗擾度測試所用電路的框圖。AD7780配置如下：
輸出數(shù)據(jù)速率 = 10 Hz
增益 = 128
AD7780采用3.3 V電源供電。此電源還用于激勵稱重傳感器。稱重傳感器采用6線，靈敏度為2 mV/V。
誤差
正如“輻射抗擾度”部分所述，允許的誤差e為
±滿量程輸出/2n
其中n為計數(shù)次數(shù)。誤差相當于±0.5次。
本應用筆記中的目標是設計一種次數(shù)為3000且歸為A類的電子秤系統(tǒng)，并且在實現(xiàn)此目標時稱重傳感器的激勵電壓為3.3 V。在靈敏度為2 mV/V且激勵電壓為3.3 V的情況下，稱重傳感器的最大信號為6.6 mV。為了使用稱重傳感器最具線性的部分，常常僅使用此范圍的三分之二。這樣就將稱重傳感器的滿量程輸出電壓降到了4.4 mV。
對于3000次的精度，1次為
1次 = 4.4 mV/3000 = 1.46 μV
±0.5次 = ±1.46 μV/2 = ±0.73 μV
存在RF頻率的情況下，誤差必須小于±0.73 μV。應用中的稱重傳感器可接受的最大重量為2 kg，因此誤差需要小于±2 kg/(2 × 3000) = ±0.33 g，這樣可以確保數(shù)字顯示屏不受RF干擾的影響。
圖1. AD7780的測試設置
標準AD7780評估板專用于提供最佳的模數(shù)轉換性能。不過，它沒有針對EMC進行優(yōu)化。例如，標準AD7780評估板包含一些可容許不同電源選項的鏈路(垂直引腳)，可用于噪聲測試連接；這些接頭充當著天線的作用。此外，模擬和數(shù)字輸入端并未針對位置和元件大小(采用0603元件)進行濾波優(yōu)化。然而，將此評估板用作起點，展開的調查重點突出了EMC造成的不利影響。有關詳情，請參見“結果”部分。對接地、元件位置和增加額外濾波進行了全面考察。所有階段都維持ADC性能。
圖2. 標準AD7780評估板的頂面
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