众所周知,芯片可分为模拟芯片和数字芯片,顾名思义,模拟芯片是处理模拟信号,数字芯片是处理数字信号。今天我们将以模拟芯片为主,谈谈模拟芯片的最大“敌人”及如何抑制它。
相对于数字信号,模拟信号最大的问题是易受干扰,尤其是电磁干扰(EMI),举个例子,通话中的手机、麦克风的声音会失真,这就是电磁干扰所致,而电磁干扰是指有害的电磁信号,主要分为传导干扰和辐射干扰。
在实际电路中,很多电路元件之间以及导线上都会不断地发生各种电流电压的变化,然而由于电磁感应效应,这些元件及导线不断地产生各种电磁波,这将影响到正常的电路功能和可靠性,甚至会引发事故。
尤其是模拟芯片最大的应用是电源管理芯片,而电源管理芯片是我们日常生活中必不可少的芯片之一,所以模拟芯片是非常有必要进行低EMI设计,那么我们该如何做?
以模拟芯片巨头德州仪器的模拟芯片LM25149为例,德州仪器主要采用两种方法来降低电源芯片产生的EMI,一是采用双随机展频技术(DRSS),该项技术结合了低频三角调制和高频伪随机调制两种调制方式,优化了低频和高频中EMI的性能,不过这过程比较抽象,所以可以忽略不计;二是采用有源滤波器,原理是在电源电路引入了一个有源滤波电路,它可以感应输入总线上的电压,并产生相反的电流来和开关电源产生的EMI电流相抵消,这样实现了对电磁发射的滤波作用。
当然该种设计也可以通过无源滤波来实现,这也是传统的低EMI设计之一,但该项方法的缺点是无源滤波器的尺寸过大,起码占据整个电源方案总体积的30%,所以建议还是选用有源滤波器,不仅能消除EMI问题,也能减少器件的尺寸,达到EMI和面积的双重优化,进而降低成本,节省宝贵的电路空间。
如果还想了解更多的模拟芯片低EMI设计,建议可以去参考看看德州仪器的白皮书,这些文件包括 很多有用的精华方法,很适合工程师来提升自我。