∑-△型轉(zhuǎn)換器AD7780在電子秤系統(tǒng)中的輻射抗擾度
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●評(píng)估板上不應(yīng)該包含接頭選項(xiàng)(垂直引腳)。這些接頭充當(dāng)著天線(xiàn)的作用。因此，用焊接線(xiàn)替代這些接頭選項(xiàng)。
●印刷電路板應(yīng)該為4層，模擬輸入端和參考輸入端埋入內(nèi)層中。應(yīng)該使用一個(gè)接地層。用地線(xiàn)填充電路板的頂面和底面。此外，也用地線(xiàn)填充內(nèi)層。應(yīng)該包含多個(gè)通孔，以便最大限度地降低整個(gè)電路板的電位差。對(duì)于所需通孔的密度，沒(méi)有硬性規(guī)定。在AD7780評(píng)估板上，ADC以及模擬和參考輸入端的濾波周?chē)幸蝗ν住Ｒ话愣?，評(píng)估板上的任何孤島也都應(yīng)該有通孔，通孔數(shù)量大于1即可。頂面和底面上的任何走線(xiàn)都應(yīng)該盡可能短，因?yàn)樽呔€(xiàn)也充當(dāng)著天線(xiàn)的作用。
●建議在模擬和參考輸入端采用濾波。圖1顯示了通常對(duì)模擬和參考輸入端建議的R和C值。這種濾波可在AD7780的采樣頻率(64 kHz)和多種其他采樣頻率下提供衰減。AD7780本身不在這些頻率條件下提供任何衰減。電容需要盡可能接近AD7780的模擬輸入端和參考輸入端，這樣可以最大限度地減小元件與ADC之間的走線(xiàn)長(zhǎng)度。使用物理尺寸較小的元件讓用戶(hù)能夠?qū)⒃胖玫酶拷_。布局應(yīng)該確保從引腳到元件的走線(xiàn)長(zhǎng)度很好地匹配。
●除了這些濾波器之外，如圖1所示在R和L位置增加額外的濾波可以進(jìn)一步增強(qiáng)抗擾度。此濾波器位于接至稱(chēng)重傳感器的連接器上。為實(shí)現(xiàn)最佳結(jié)果，評(píng)估了各種形式的L(L2、L3、L4和L5)和C(C38、C39和C40)值組合。“物料清單”部分列出了最終選擇的元件。
●電源通過(guò)與0.1 μF電容并聯(lián)的10 μF電容去耦。同樣，這些元件應(yīng)該盡可能靠近AD7780的電源引腳。模擬電源用作稱(chēng)重傳感器的激勵(lì)電壓，稱(chēng)重傳感器則用作ADC的基準(zhǔn)。因此，電源走線(xiàn)也埋入內(nèi)層中。
圖3. AD7780 EMC板的頂面結(jié)果
在調(diào)研之后，我們開(kāi)發(fā)了針對(duì)抗輻射干擾的優(yōu)化印刷電路板(見(jiàn)圖3)。本應(yīng)用筆記的“評(píng)估板原理圖與PCB布局圖”部分提供了評(píng)估板的原理圖和布局圖。使用此評(píng)估板和物料清單所列的元件時(shí)，測(cè)得的最大誤差超過(guò)了e。圖4顯示了RF頻率從80 MHz掃至1 GHz的情況下從AD7780讀取的轉(zhuǎn)換。測(cè)試期間，對(duì)稱(chēng)重傳感器施加的重量保持恒定。
測(cè)得的誤差為1.79 μV，高于e。這相當(dāng)于0.81 g。但是，在有RF干擾的情況下，ADC會(huì)繼續(xù)發(fā)揮作用，一旦干擾清除就會(huì)自動(dòng)恢復(fù)到額定范圍內(nèi)。因此，就輻射抗擾度而言，該電子秤系統(tǒng)為B類(lèi)。
圖4. AD7780 EMC板的誤差與頻率為了對(duì)比，圖5顯示了測(cè)試輻射抗擾度時(shí)從標(biāo)準(zhǔn)AD7780評(píng)估板讀取的轉(zhuǎn)換。在有RF干擾的情況下，此評(píng)估板的誤差為2101 μV，相當(dāng)于955 g。
圖5. AD7780評(píng)估板的輻射抗擾度這種對(duì)比突出了布局、元件選擇和元件放置的重要性，妥善考慮這些因素將能實(shí)現(xiàn)最佳的輻射抗擾度性能。
為了進(jìn)一步增強(qiáng)器件的輻射抗擾度，可以在AD7780和輔助元件外裝上一層銅制屏蔽罩。這樣可將系統(tǒng)提升至A類(lèi)。
結(jié)論
優(yōu)化電子秤系統(tǒng)輻射抗擾度性能的關(guān)鍵因素是電路板布局以及元件的放置和選擇。遵循本應(yīng)用筆記中介紹的布局做法時(shí)，根據(jù)IEC 61000-4-3，電子秤系統(tǒng)將為B類(lèi)。在有RF干擾的情況下，電子秤系統(tǒng)會(huì)繼續(xù)工作，但系統(tǒng)精度會(huì)超出額定范圍。清除RF干擾后，電子秤系統(tǒng)的精度會(huì)自動(dòng)恢復(fù)到額定范圍內(nèi)。利用銅制屏蔽罩可將輻射抗擾度提升至A類(lèi)。(end)
評(píng)論