1 簡介

在具有電容隔離柵的隔離式放大器中，當跨隔離柵的電容器充電和放電以傳輸一或零形式的數(shù)據(jù)時，會產(chǎn)生輻射發(fā)射。電荷沿相反方向流經(jīng)差分電容器，大部分相互抵消，但是這些電荷流在幅度或時間上的任何差異都會導致電磁能注入隔離地 GND1 和 GND2 之間。由于隔離柵的性質(zhì)，能量無法找到導體來返回發(fā)射源。由于沒有返回源的路徑，因此能量以輻射發(fā)射的形式從器件引腳（以及引腳連接到的任何布線或 PCB 平面）進行輻射。這種輻射可以擴展到遠高于放大器信號帶寬和數(shù)據(jù)速率的頻率，因為這是由皮秒級時序失配引起。

圖 1-1 隔離式放大器方框圖

近年來，為了優(yōu)化輻射 EMI 性能，德州儀器 (TI) 對隔離式放大器架構(gòu)進行了重大改進。從 2018 年推出 ISO224 開始，與之前使用的脈沖編碼相比，德州儀器 (TI) 的隔離式放大器開始使用開關(guān)鍵控 (OOK) 信號調(diào)制。OOK 調(diào)制顯著提高了共模瞬態(tài)抗擾度水平。然后，TI 在 2020 年率先推出了 AMC1300B-Q1 隔離式放大器，這款放大器能夠顯著減少穿過隔離柵的能量，從而減少輻射發(fā)射，滿足瞬態(tài)規(guī)格并具有足夠的裕度?，F(xiàn)在在 2025 年，AMC03xx 系列器件可通過新的單電容器隔離技術(shù)進一步降低輻射發(fā)射。這些設計變更以及重新設計的隔離式信號路徑現(xiàn)已應用于除 AMC1100、AMC1200 和 ISO224 器件之外的所有德州儀器 (TI) 隔離式放大器產(chǎn)品系列中。信號鏈中經(jīng)過優(yōu)化的時序和振幅可將高頻下的輻射發(fā)射 EMI 降至更低水平。

以下各節(jié)介紹了德州儀器 (TI) 隔離式放大器的輻射發(fā)射 EMI 性能。AMC0381D-Q1、AMC0311D-Q1、AMC1200C 和 AMC0300D 顯示當前這代隔離式放大器的輻射發(fā)射性能數(shù)據(jù)，而AMC1200BDWV、AMC1200BDUB、AMC1400、AMC1300、AMC3330 和 AMC131M03 顯示上一代數(shù)據(jù)。輻射發(fā)射掃描均按照 CISPR 25 規(guī)定的標準執(zhí)行。除 AMC0311D-Q1、AMC1200C 和 AMC0300D（使用 DIYAMC-0-EVM 印刷電路板 (PCB)）外，均使用每個器件各自的 EVM 執(zhí)行所有測試。

對于測試設置（如果存在），從 EVM 中移除變壓器驅(qū)動器 (U3)，以減少外部元件噪聲。輸入端接地短路，輸出端通過電阻器連接，如圖 1-2中的器件引腳設置所示。兩個外部 3.3V 電池為器件的高壓側(cè)和低壓側(cè)供電。一個電池直接連接到器件的 EVM，另一個電池連接到 LISN。然后將 LISN 連接到跨越測試臺的一根導線，以便為被測器件的一側(cè)供電。1.5m 導線連接到器件的輸入端或輸出端，與 LISN 的電源位于同一側(cè)。

對于每個器件，進行了兩項測試：低壓長和高壓長。低壓長的配置顯示在 CISPR 25 測試設置中的選項 A 中。輸入端連接到 1.5m 導線，短接連接到導線的末端。輸出端通過電阻器連接。對于電源，低壓側(cè)連接到 LISN 的電源，高壓側(cè)直接連接到 3.3V 電池。高壓長的配置顯示在 CISPR 測試設置中的選項 B中。輸出端連接到 1.5m 導線，電阻器連接到導線的末端。輸入端通過短接連接。對于電源，高壓側(cè)連接到 LISN 的電源，低壓側(cè)直接連接到 3.3V 電池。

使用四根天線來創(chuàng)建 CISPR 25 數(shù)據(jù)：150kHz 至 30MHz 用單極天線、30MHz 至 200MHz 用雙錐天線、200MHz 至 1GHz 用對數(shù)周期天線和 1GHz 至 3GHz 用喇叭天線。對于定位，單極天線、雙錐天線和對數(shù)周期天線放置在 CISPR 測試設置中的位置 A，距離測試臺中心 1m。對于單極，需要一個銅板來將測試臺連接到天線支架。喇叭天線放置在 CISPR 測試設置中的位置 B，距離器件 1m。每次掃描以綠色顯示平均單極掃描，以藍色顯示平均垂直掃描，以紅色顯示平均水平掃描。

圖 1-2 CISPR 25 測試設置