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RFI整流原理详解

2012年03月27日 10:15 次阅读

  输入级RFI整流灵敏度

  模拟集成电路中有一种众所周知却又了解不深的现象,即RFI整流,在运算放大器和仪表放大器中尤为常见。放大极小信号时,这些器件可以对大幅度带外HF信号进行整流,即RFI。因此,除所需信号外,输出端还会出现直流误差。不需要的HF信号可以通过多种途径进入敏感模拟电路。引入和引出电路的导体为进入电路的干扰耦合提供了通路。这些导体会通过容性、感性或辐射耦合拾取噪声。杂散信号会和所需信号一起出现在放大器输入端。杂散信号的幅度虽然可能只有几十毫伏,但是也会产生一些问题。简言之,敏感低带宽直流放大器未必总能抑制带外杂散信号。对简单的线性低通滤波器而言,情况确实如此,而运算放大器和仪表放大器实际上会对高电平HF信号进行整流,从而导致非线性和异常失调。本指南将讨论RFI整流的分析和预防方法。

  背景知识:运算放大器和仪表放大器RFI整流灵敏度测试

  几乎所有的仪表放大器和运算放大器输入级都采用某种类型的射极耦合BJT或源极耦合FET差分对。根据器件工作电流、干扰频率及其相对幅度,这些差分对可以像高频检波器一样工作。检波过程会在干扰的谐波频谱成分上产生噪声,同样也会在直流分量上产生噪声!从干扰中检测到的直流成分会转换放大器偏置电平,导致结果不准确。

  运算放大器和仪表放大器中的RFI整流效果可以通过相对简单的测试电路来评估,如RFI整流测试配置中所述。在这些测试中,运算放大器或仪表放大器增益配置为–100(运算放大器)或100(仪表放大器),直流输出在100 Hz低通滤波器后测量,以防来自其它信号的干扰。测试激励选用100 MHz、20 mVp-p信号,远高于测试器件的频率限制。操作时,测试可以评估存在激励时观察到的直流输出偏移。该测量的理想直流偏移为零,给定器件的实际直流偏移表示相对RFI整流灵敏度。采用BJT和FET技术的器件都可以通过该方法来测试,因为这些器件在高低电源电流水平下都可以工作。

  在原始运算放大器测试中,有些FET输入器件的输出电压不具有可观察的偏移,而其它有些器件则表现出小于10 μV的偏移(折合到输入端)。在BJT输入运算放大器中,偏移量会随着器件电源电流的增加而减小。只有两款器件不具有可观察的输出电压偏移,其它器件的偏移则小于10 μV(折合至输入端)。可想而知,其它运算放大器在接受此类测试时也会表

  现出类似模式。

  通过这些测试,可以概括出RFI整流的一些特点。首先,器件耐受性似乎与电源电流成反比,也就是说,在低静态电源电流下偏置的器件具有最高的输出电压偏移。其次,具有FET输入级的IC似乎比具有BJT的IC不易受整流影响。注意,无论是运算放大器还是仪表放大器,这些特点都是独立的。实际上,这意味着低功耗运算放大器或仪表放大器更易受RFI整流影响。而且,FET输入运算放大器(或仪表放大器)更不易受RFI整流的影响,在较高电流下工作时尤为如此。

  根据上述数据和BJT与FET的基本差异,我们可以总结一下之前了解的内容。双极性晶体管效应受正偏PN结(基极-发射极结)的控制,该结点的I-V特性具有指数特性和明显的非线性。另一方面,FET特性受施加到反向偏置PN结二极管上电压的控制(栅极-源极结)。FET的I-V特性满足平方律,因此,本身就比BJT更具有线性。

  对低电源电流器件而言,电路中的晶体管经过偏置后,电流远低于其峰值fT集电极电流。虽然IC构建所用的工艺涉及的器件fT可达几百MHz,但是晶体管在低电流水平下工作时,电荷跃迁时间会增加。采用的阻抗水平也使这些器件中的RFI整流变得更差。在低功耗运算放大器中,阻抗约为几百到几千千欧,而在中等电源电流设计中,阻抗可能不超过几千欧。在这些因素的共同作用下,低功耗器件的RFI整流特性变差。

  图1总结了关于RFI整流灵敏度的一般性观察,运算放大器和仪表放大器均适用。

  RFI整流原理阐释(电子工程专辑)

  图1:关于运算放大器和仪表放大器输入级RFI整流灵敏度的一些一般性观察

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教你成为优秀的模拟集成电路设计工程师

怎么来训练一个刚刚毕业的工程师呢?我只能从我所从事的领域出发,模拟集成电路设计,我会提供一些在其他工...

发表于 2012-03-26 11:45 4316次阅读
教你成为优秀的模拟集成电路设计工程师

全球模拟半导体技术“圈地”战:全部向日本看齐?

  不仅仅限于美国德州仪器(TI)收购美国国家半导体(NS),模拟技术的“圈地”趋势在半导体业界都活...

发表于 2012-03-26 11:16 692次阅读
全球模拟半导体技术“圈地”战:全部向日本看齐?

奥地利微电子以模拟技术为数字电子产品增光填彩

奥地利微电子发布了其最新的用于3D电视机和其他最高画面质量电视的LED驱动器和电源管理芯片,以及该公...

发表于 2011-11-04 15:27 324次阅读
奥地利微电子以模拟技术为数字电子产品增光填彩

实验室常用模拟集成电路型号_电子元器件集锦

电子发烧友为大家集合了众多实验室常用模拟集成电路型号,电子元器件,希望对大家有所帮助

发表于 2011-10-28 11:32 1310次阅读
实验室常用模拟集成电路型号_电子元器件集锦

模拟集成电路_模拟集成电路图书

《模拟集成电路》围绕8种通用模拟集成电路,从基本理论、单元电路、整体电路及应用,对模拟集成电路进行较...

发表于 2011-10-28 11:19 806次阅读
模拟集成电路_模拟集成电路图书

什么是模拟集成电路_集成电路

模拟集成电路主要是指由电容、电阻、晶体管等组成的模拟电路集成在一起用来处理模拟信号的集成电路。有许多...

发表于 2011-10-28 11:16 756次阅读
什么是模拟集成电路_集成电路

模拟集成电路与系统图书

《模拟集成电路与系统》以全面分析模拟集成电路单元和系统的工程化设计方法为最终目标,在介绍清楚基本概念...

发表于 2011-10-28 11:01 789次阅读
模拟集成电路与系统图书

模拟集成电路设计的一般过程

模拟集成电路设计的一般过程1.电路设计,依据电路功能完成电路的设计.2.前仿真,电路功能的仿真,包括...

发表于 2011-10-28 09:52 2591次阅读
模拟集成电路设计的一般过程

基于DSP控制的在线式UPS整流技术

文中提出了一种新的PWM 整流控制技术的在线式UPS, 提出的原因是在不平衡负载下的全桥三相逆变器分...

发表于 2011-10-25 15:47 818次阅读
基于DSP控制的在线式UPS整流技术

美芯:采用正确方法,追求完美结果

如果把美芯比作长跑选手,那么他已经度过了最难克服的极点。目前美芯的销售额已经达到了一个足以支撑公司健...

发表于 2011-10-20 09:33 259次阅读
美芯:采用正确方法,追求完美结果

倍压整流电子镇流器电路

倍压整流电子镇流器电路

发表于 2011-05-22 17:28 1219次阅读
倍压整流电子镇流器电路

电子镇流器局部整流效应保护

现有的解决方案无非是检测输出电压峰值的变化,或者检测输出电感上电流的变化,进行控制保护回路。这样设计...

发表于 2011-02-12 11:25 1251次阅读
电子镇流器局部整流效应保护

FPGA与MCU/模拟技术整合趋势

赛灵思今年年初发布了与ARM的合作计划之后,Altera近日发布了与ARM、英特尔等的合作计划,这一...

发表于 2011-02-11 11:47 328次阅读
FPGA与MCU/模拟技术整合趋势

基于ARM的双频RFID读写系统设计解析

    摘要:本文设计了能对低频和高频RFID 卡...

发表于 2010-11-27 13:52 335次阅读
基于ARM的双频RFID读写系统设计解析

晶闸管单项半波可控整流电路图

这种单项半整流电路及主要波形如图1-5所示。在变压器次级电压m的正半周期间,晶闸管SCR里然加正向阳...

发表于 2010-11-09 15:41 1269次阅读
晶闸管单项半波可控整流电路图

基于AVR单片机和EM4094读写芯片的多协议R...

  引言   射频识别(RFID)是利用无线方式对电子数据载体(电子标签)进行识别的一种新兴技术。...

发表于 2010-10-14 10:11 1849次阅读
基于AVR单片机和EM4094读写芯片的多协议R...

从模拟技术到IP监控过渡的因素分析

 各类企业组织保护人身以及私人和公共财产安全的意识和需求在提升,伴随视频监控技术的发展,系...

发表于 2010-10-10 11:53 252次阅读
从模拟技术到IP监控过渡的因素分析

Flyback的次级侧整流二极管的RC尖峰吸收问...

  在讨论Flyback的次级侧整流二极管的RC尖峰吸收问题,在处理此类尖峰问题上此处用RCD吸收会...

发表于 2010-09-07 10:49 1451次阅读
Flyback的次级侧整流二极管的RC尖峰吸收问...