家庭报警系统的抗电磁干扰传感器调节

2012-03-21 14:41:36 来源:电子工程世界 责任编辑: cpslili 收藏本文

　　抗电磁干扰运算放大器如何工作

　　为了确保最大限度抑制错误警报，通常在一个报警系统中会集成广泛的电磁干扰滤除功能。在信号路径中，对电磁干扰最敏感的部分是传感器和运算放大器之间的接口。在这部分中，信号是具有超低振幅的模拟信号，长电缆线使其更易受到干扰。运算放大器和模数转换器 (ADC) 之间的接口的灵敏性较低，因为信号经过放大具有更高的振幅，线缆通常也更短。

　　由于关键点在传感器和运算放大器之间的接口，美国国家半导体推出了集成电磁干扰 (EMI) 滤波器的产品，通过降低射频 (RF) 干扰来确保模拟系统的精确度。

　　为了帮助识别抗电磁干扰运算放大器，数据表中需要使用新参数来量化运算放大器的抗电磁干扰性能。此量化指标显示了运算放大器抑制电磁干扰的能力，从而根据抗电磁干扰的能力和芯片性能对运算放大器进行比较和排名。与 CMRR 相似，电磁干扰抑制比 (EMIRR) 是实际中的射频信号变化与偏移电压变化比。

　　EMIRR 定义为：

　　其中，Vrf_peak 是实际的未调制信号振幅，△ Vos 是产生的输入参考偏移电压变化值。

　　随着无线数据传输的广泛应用，手机、蓝牙模块和其他计算机外围设备的出现，让电磁干扰成为在众多应用领域日益受到关注的问题。抗电磁干扰运算放大器使用片上滤波器抑制无用信号，例如放大器输入端的射频注入信号，从而阻止高频噪声在放大器中的传播，避免其传入电路。集成的电磁干扰滤波器提供了众多优势：有助于保证信号完整度，节省了印刷电路板的空间且无需外部滤波，节省了相应的附加成本。

　　烟雾传感器的信号调节 　　图3给出了另一个具有烟雾传感器接口的抗电磁干扰传感器信号调节范例。一个光学烟雾传感器由LED、透镜和光电二极管组成，当烟雾存在时，灯光不再以直线路径传播，而是按照烟雾的特性和浓度进行散射。当路径发生偏离后，灯光传至对光线敏感的光电二极管，并转换为相应比例的电流。然后，此电流通过 LMV831 中的互阻抗放大器配置转换为电压。此运算放大器具有 CMOS 输入和低功耗特性，提供低输入偏置电流、-40°C 至 +125°C 的宽温度范围和优异的性能，令其成为坚固的通用零件。此外，其抗电磁干扰能力最大限度降低了干扰，因此适合于EMI敏感型应用。
　　总结

　　蜂窝、蓝牙和 Wi-Fi 信号无处不在，集成无线电的感应系统也得到广泛应用，这使电磁干扰 (EMI) 日渐成为在进行精确信号路径设计时需考量的重要因素。虽然射频信号在运算放大器的波段以外，但射频载波开关可以调节运算放大器的直流偏移。增加的偏移电压被相应信号放大，因此改变测量值，从而导致触发错误警报。抗电磁干扰运算放大器使用片上滤波器抑制输入端和电源引脚上产生的多余射频信号，从而保证精确信号路径完好。