在醫療設備、汽車儀器儀表和工業控製等科技領域中，當設備設計涉及應變計、傳感器接jie口kou和he電dian流liu監jian控kong時shi
，通tong常chang需xu要yao采cai用yong精jing密mi模mo擬ni前qian端duan放fang大da器qi，以yi便bian提ti取qu並bing放fang大da非fei常chang微wei弱ruo的de真zhen實shi信xin號hao
，並bing抑yi製zhi共gong模mo電dian壓ya和he噪zao聲sheng等deng無wu用yong信xin號hao。首shou先xian，設she計ji人ren員yuan將jiang集ji中zhong精jing力li確que保bao器qi件jian級ji噪zao聲sheng、失調、增益和溫度穩定性等精度參數符合應用要求。

 

然ran後hou，設she計ji人ren員yuan根gen據ju上shang述shu特te性xing，選xuan擇ze符fu合he總zong誤wu差cha預yu算suan要yao求qiu的de前qian端duan模mo擬ni器qi件jian。不bu過guo，此ci類lei應ying用yong中zhong存cun在zai一yi個ge經jing常chang被bei忽hu視shi的de問wen題ti，即ji外wai部bu信xin號hao導dao致zhi的de高gao頻pin幹gan擾rao
，也ye就jiu是shi通tong常chang所suo說shuo的de“電磁幹擾(EMI)”。EMI可ke以yi通tong過guo多duo種zhong方fang式shi發fa生sheng，主zhu要yao受shou最zui終zhong應ying用yong影ying響xiang。例li如ru
，與yu直zhi流liu電dian機ji接jie口kou的de控kong製zhi板ban中zhong可ke能neng會hui用yong到dao儀yi表biao放fang大da器qi，而er電dian機ji的de電dian流liu環huan路lu包bao含han電dian源yuan引yin線xian


、電刷、換向器和線圈，通常就像天線一樣可以發射高頻信號

，因而可能會幹擾儀表放大器輸入端的微小電壓。

 

另(ling)一(yi)個(ge)例(li)子(zi)是(shi)汽(qi)車(che)電(dian)磁(ci)閥(fa)控(kong)製(zhi)中(zhong)的(de)電(dian)流(liu)檢(jian)測(ce)。電(dian)磁(ci)閥(fa)由(you)車(che)輛(liang)電(dian)池(chi)通(tong)過(guo)長(chang)導(dao)線(xian)來(lai)供(gong)電(dian)
，這(zhe)些(xie)導(dao)線(xian)就(jiu)像(xiang)天(tian)線(xian)一(yi)樣(yang)。該(gai)導(dao)線(xian)路(lu)徑(jing)中(zhong)連(lian)接(jie)著(zhe)一(yi)個(ge)串(chuan)聯(lian)分(fen)流(liu)電(dian)阻(zu)，然(ran)後(hou)通(tong)過(guo)電(dian)流(liu)檢(jian)測(ce)放(fang)大(da)器(qi)來(lai)測(ce)量(liang)該(gai)電(dian)阻(zu)上(shang)的(de)電(dian)壓(ya)。該(gai)線(xian)路(lu)中(zhong)可(ke)能(neng)存(cun)在(zai)高(gao)頻(pin)共(gong)模(mo)信(xin)號(hao)，而(er)該(gai)放(fang)大(da)器(qi)的(de)輸(shu)入(ru)端(duan)容(rong)易(yi)受(shou)到(dao)這(zhe)類(lei)外(wai)部(bu)信(xin)號(hao)的(de)影(ying)響(xiang)。一(yi)旦(dan)受(shou)到(dao)外(wai)部(bu)高(gao)頻(pin)幹(gan)擾(rao)影(ying)響(xiang)，就(jiu)可(ke)能(neng)導(dao)致(zhi)模(mo)擬(ni)器(qi)件(jian)的(de)精(jing)度(du)下(xia)降(jiang)，甚(shen)至(zhi)可(ke)能(neng)無(wu)法(fa)控(kong)製(zhi)電(dian)磁(ci)閥(fa)電(dian)路(lu)。這(zhe)種(zhong)狀(zhuang)態(tai)在(zai)放(fang)大(da)器(qi)中(zhong)的(de)表(biao)現(xian)就(jiu)是(shi)放(fang)大(da)器(qi)輸(shu)出(chu)精(jing)度(du)超(chao)過(guo)誤(wu)差(cha)預(yu)算(suan)和(he)數(shu)據(ju)手(shou)冊(ce)中(zhong)的(de)容(rong)差(cha)
，甚(shen)至(zhi)在(zai)某(mou)些(xie)情(qing)況(kuang)下(xia)可(ke)能(neng)會(hui)達(da)到(dao)限(xian)值(zhi)，從(cong)而(er)導(dao)致(zhi)控(kong)製(zhi)環(huan)路(lu)關(guan)斷(duan)。

 

EMI是如何造成較大的直流偏差呢?可能是以下一種情形：根據設計，很多儀表放大器可以在最高數十千赫的頻率範圍內表現出極佳的共模抑製性能。但是
，非屏蔽的放大器接觸到數十或數百“兆赫”的RF輻fu射she時shi，就jiu可ke能neng會hui出chu現xian問wen題ti。此ci時shi放fang大da器qi的de輸shu入ru級ji可ke能neng會hui出chu現xian非fei對dui稱cheng整zheng流liu，從cong而er產chan生sheng直zhi流liu失shi調tiao，進jin一yi步bu放fang大da後hou
，會hui非fei常chang明ming顯xian
，再zai加jia上shang放fang大da器qi的de增zeng益yi，甚shen至zhi達da到dao其qi輸shu出chu或huo部bu分fen外wai部bu電dian路lu的de上shang限xian。

 

關於高頻信號如何影響模擬器件的示例

 

本例將詳細介紹一種典型的高端電流檢測應用。圖1所示為汽車應用環境中用於監控電磁閥或其它感性負載的常見配置。 

 

圖1：高端電流監控

 

我們采用兩個具有類似設計的電流檢測放大器配置，研究了高頻幹擾的影響。這兩個器件的功能和引腳排列完全相同;不過
，其中一個內置EMI濾波器電路，而另一個則沒有。 

 

圖2：電流傳感器輸出 (無內置EMI濾波器，前向功率 = 12 dBm
， 100 mV/分頻，3 MHz時直流輸出達到峰值)

 

圖2所示為輸入在較寬頻率範圍內變化時電流傳感器的直流輸出與其理想值的偏差情況。從圖中可以看出
，在1 MHz至20 MHz的頻率範圍內，偏差最為顯著(》0.1 V)，且3 MHz時直流誤差達到最大值(1 V)
，這在放大器0 V至5 V的輸出電壓範圍中占據很大比例。

 

圖3suoshiweicaiyonglingyizhongyinjiaojianrongdianliuchuanganqishixiangtongshiyanhepeizhideceshijieguo

，qizhongdianliuchuanganqijuyouyuzhiqianshilixiangtongdedianlujiagouheleisidezhiliuguige
，danshineizhishuruEMI濾波電路。注意
，電壓範圍擴大了20倍。 

 

圖3：電流傳感器輸出 (內置EMI濾波器，前向功率 = 12 dBm

， 5 mV/分頻，》100 MHz時直流輸出達到峰值)