《電子技術(shù)應(yīng)用》
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“芯”如止水:超強(qiáng)抗EMI干擾運(yùn)放是怎樣煉成的

2021-07-08
作者:畢曉東
來(lái)源:ChinaAET
關(guān)鍵詞: EMC EMI LMR1802 BD8758xYx-C ROHM

        對(duì)于電子器件和系統(tǒng)來(lái)說(shuō),,電磁兼容(EMC)性能是一項(xiàng)重要指標(biāo),。特別是對(duì)于那些微弱信號(hào)以及復(fù)雜使用環(huán)境的場(chǎng)景,為保證系統(tǒng)正常工作,EMC的設(shè)計(jì)成為整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中的重要一環(huán),。

        EMC性能包括兩方面——EMI(電磁干擾)和EMS(電磁耐受)。EMI是指芯片本身產(chǎn)生的噪聲,,也即是帶給外部的干擾,;EMS是指芯片承受外部干擾的能力。作為最為常用的器件,,運(yùn)算放大器及比較器的EMC性能同樣非常關(guān)鍵,。

        運(yùn)放如何獲得優(yōu)秀的EMC性能?設(shè)計(jì)過(guò)程中都有哪些技術(shù)手段來(lái)降低芯片的噪聲及提高抗干擾能力,?日前,,羅姆上海技術(shù)中心的FAE 朱莎勤深入介紹了羅姆在低噪聲運(yùn)放及抗EMI運(yùn)放領(lǐng)域的領(lǐng)先技術(shù)及產(chǎn)品。

        朱莎勤介紹,,2020年度,,羅姆的運(yùn)算放大器和比較器產(chǎn)品出貨量超過(guò)了5億枚,其中工業(yè)部分占12%,,車載部分占25%,。針對(duì)EMC性能的兩方面內(nèi)容,羅姆分別推出了針對(duì)性的產(chǎn)品,。對(duì)于產(chǎn)品本身低EMI的需求,,推出了以LMR1802為代表的超低噪聲運(yùn)放,;針對(duì)抗外部EMI干擾的場(chǎng)景,推出了EMARMOURTM系列產(chǎn)品,。

        提高運(yùn)算放大器和比較器的EMC性能,,主要通過(guò)哪些途徑?朱莎勤介紹,,改善產(chǎn)品的EMC性能主要包括三個(gè)方面:電路設(shè)計(jì),、布局和工藝。

超低噪聲運(yùn)算放大器

        運(yùn)算放大器內(nèi)部的噪聲來(lái)源主要包括兩方面:閃爍噪聲和熱噪聲,。閃爍噪聲是由工藝結(jié)構(gòu)造成的,,熱噪聲是由電路設(shè)計(jì)產(chǎn)生的。為了降低整體噪聲,,羅姆通過(guò)改善工藝以及電路設(shè)計(jì),,使得這兩個(gè)方面的噪聲成分都得以降低,實(shí)現(xiàn)了整體上的超低噪聲,。LMR1802就是羅姆超低噪聲運(yùn)放的代表產(chǎn)品,。

超低噪聲2.jpg

        在獲得領(lǐng)先業(yè)界的等效輸入噪聲電壓密度指標(biāo)的同時(shí),LMR1802在易用性方面并未折扣,,其輸入偏置電流,、輸入失調(diào)電壓相比以往的產(chǎn)品大大降低。另外,,通過(guò)提高相位裕度,,確保了高穩(wěn)定性。

超低噪聲.jpg

抗干擾運(yùn)算放大器EMARMOURTM系列

        低噪聲運(yùn)算放大器主要針對(duì)高精度應(yīng)用場(chǎng)景,,而在一些工作環(huán)境復(fù)雜,,外部干擾較多的場(chǎng)景,除了自身產(chǎn)生的噪聲低,,運(yùn)放抗外部干擾性能則至關(guān)重要,。

        EMARMOURTM系列產(chǎn)品是羅姆專門開發(fā)的抗干擾系列產(chǎn)品,EMARMOURTM商標(biāo)僅用于在國(guó)際抗擾度評(píng)估測(cè)試中輸出電壓波動(dòng)非常小的抗干擾性能出色的產(chǎn)品,。EM是電磁輻射的縮寫,,ARMOUR是鎧甲的意思。意為羅姆開發(fā)的運(yùn)算放大器,,如同身披鎧甲一樣,,免受外部噪聲干擾。

        EMARMOURTM產(chǎn)品會(huì)給客戶帶來(lái)怎樣的幫助,?朱莎勤介紹,,首先,使用普通的運(yùn)放產(chǎn)品,在傳感器應(yīng)用中,,輸入電壓是非常微弱的,,普通產(chǎn)品由于抗干擾性能低,受到外部噪聲影響,,從而發(fā)生誤動(dòng)作,,導(dǎo)致系統(tǒng)異常工作。而使用EMARMOURTM系列產(chǎn)品,,是不容易受到外部噪聲干擾的,。第二,使用EMARMOURTM系列產(chǎn)品,,由于出廠時(shí)抗噪能力強(qiáng),,能夠有效減輕降噪設(shè)計(jì)負(fù)擔(dān),從而可以幫助客戶減少系統(tǒng)設(shè)計(jì)工時(shí)和設(shè)計(jì)成本,,在整體交付周期較短的設(shè)計(jì)中,,也可以做到快速響應(yīng)。第三,,作為降低外部噪聲干擾的措施,,普通運(yùn)放本身輸入、輸出端需要追加濾波器件,,使用羅姆的EMARMOURTM系列產(chǎn)品,,無(wú)需任何濾波對(duì)策就可以實(shí)現(xiàn)出色的降噪水平,可削減外圍元器件,,有效節(jié)省客戶元器件成本以及布板面積成本,。

        那么,羅姆是如何提升抗EMI性能的呢,?答案是通過(guò)全面優(yōu)化電路,、布局和元件尺寸等,使抗EMI性能得到顯著提升,。首先,通過(guò)在所需的位置嵌入多個(gè)新開發(fā)的噪聲控制電路“RF-IA”,,提高了抗干擾性能,。其次,在有噪聲的線路周圍設(shè)置屏蔽結(jié)構(gòu),,同時(shí)改善布線干擾并調(diào)整內(nèi)部模擬內(nèi)核的阻抗,。第三,著眼于寄生電容大時(shí)抗噪性能強(qiáng)的事實(shí)來(lái)選擇工藝和元件尺寸,,以獲得更適合的寄生電容,。

抗干擾2.jpg

        日前,羅姆開發(fā)出了運(yùn)算放大器BD8758xYx-C系列,,在4種國(guó)際抗干擾度測(cè)試中均實(shí)現(xiàn)非常出色的抗干擾性能,。包括了 “電子輻射抗擾度測(cè)試 ISO 11452-2”,、“BCI測(cè)試 ISO 11452-4”、“近距離輻射抗擾度測(cè)試 ISO 11452-9”,、“DPI測(cè)試 IEC 62132-4”這4種國(guó)際通行的抗擾度評(píng)估測(cè)試,。

抗干擾1.jpg

        BD8758xYx-C系列還具有另外一個(gè)特點(diǎn),該系列產(chǎn)品配備了高精度的仿真模型,,叫做“ROHM Real Model”的SPICE模型,。這個(gè)模型相比傳統(tǒng)的SPICE模型,最大的優(yōu)勢(shì)就是仿真值與實(shí)際IC的值完全一致,?!癛OHM Real Model”是羅姆自有的建模技術(shù),通過(guò)將晶體管電路整體實(shí)現(xiàn)的特性按功能進(jìn)行設(shè)計(jì)和重新組合,,從而實(shí)現(xiàn)出色的特性再現(xiàn)性,。

        朱莎勤表示,ROHM將會(huì)繼續(xù)擴(kuò)大新產(chǎn)品陣容,,并且還會(huì)將高抗干擾技術(shù)應(yīng)用到電源IC等產(chǎn)品中,,為進(jìn)一步減少各種應(yīng)用的設(shè)計(jì)工時(shí)和提高應(yīng)用的可靠性貢獻(xiàn)力量。

 


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