《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁 > 模擬設(shè)計(jì) > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 縮放濾波器元件改善雜信號(hào)衰減
縮放濾波器元件改善雜信號(hào)衰減
摘要: 在DC到低頻率感測器訊號(hào)調(diào)節(jié)應(yīng)用中,僅依靠儀表放大器的共模抑制比(common mode rejection ratio; CMRR),不足以在惡劣的工業(yè)環(huán)境中發(fā)揮穩(wěn)固的雜訊抑制效用。
Abstract:
Key words :

 

在DC到低頻率感測器訊號(hào)調(diào)節(jié)應(yīng)用中,僅依靠儀表放大器共模抑制比(common mode rejection ratio; CMRR),不足以在惡劣的工業(yè)環(huán)境中發(fā)揮穩(wěn)固的雜訊抑制效用。若要避免不必要的雜訊傳播,必須對(duì)儀表放大器輸入端低通濾波器中的各個(gè)元件進(jìn)行正確的匹配和調(diào)節(jié),才能以內(nèi)部電磁干擾/無線射頻干擾(EMI/RFI)濾波和CMRR使其他雜訊衰減,達(dá)到可以接受的訊號(hào)雜訊比(signal-to-noise ratio; SNR)。

  以圖1所示的低通濾波器實(shí)作為例。電阻感測器透過一個(gè)由RSX及CCM組成的低通濾波器網(wǎng)路,連接至一個(gè)高阻抗儀表放大器。在理想情況下,如果每條輸入接腳的CCM都完全匹配,則兩個(gè)輸入端共有的雜訊量將在到達(dá)INA輸入端之前降低。

  信號(hào)鏈基礎(chǔ)知識(shí):縮放濾波器元件改善雜信號(hào)衰減

  共模濾波器電容(Ccm)完全匹配時(shí),雜訊幾乎完全衰減。圖2顯示TINA SPICE模擬中的這個(gè)結(jié)果,其中將一個(gè)100mVpp、100kHz的共模誤差訊號(hào)注入INA333輸入端。

  共模濾波器電容(Ccm)完全匹配時(shí),雜訊幾乎完全衰減。

  這種方法的問題是現(xiàn)成電容都有5%到10%的一般容差,如果各個(gè)接腳的Ccm反向不匹配,總差動(dòng)容差便會(huì)高達(dá)20%。圖3更明確表示電容不匹配的情形,同時(shí)顯示電阻感測器輸出端的共模雜訊輸入(eN)情況。

 

這種輸入不匹配(?C)形成截止(cutoff)頻率誤差,使得共模雜訊eN差動(dòng)進(jìn)入INA輸入

  這種輸入不匹配(?C)形成截止(cutoff)頻率誤差,使得共模雜訊eN差動(dòng)進(jìn)入INA輸入,隨后經(jīng)過增益輸出而成為誤差電壓。等式1至3顯示到達(dá)輸入端的共模雜訊量:

  等式1

  等式2

  等式3

  假設(shè)感測器訊號(hào)Vsensor的頻率,遠(yuǎn)低于所有共模濾波器的雜訊截止頻率(cut-off frequency)(亦即fC≥100*fsensor),而且RS1=RS2,則轉(zhuǎn)換為差動(dòng)雜訊訊號(hào)(eIN),成為VIN一部份的共模雜訊訊號(hào)(eN),如等式4所示:

  等式4

  等式4進(jìn)一步表明,輸入一個(gè)100mVpp、100kHz共模誤差訊號(hào)到INA333,而且1.6kHz濾波器截止頻率(cut-off frequency)RC錯(cuò)配(mismatch)為10%時(shí),所產(chǎn)生的誤差如下:

  顯示一種更有效且更常見的輸入濾波方法

  圖5顯示一種更有效且更常見的輸入濾波方法,其中是在儀表放大器輸入之間加入一個(gè)差動(dòng)電容Cdiff。

 

加入這個(gè)電容還不能徹底解決問題,必須按照如下兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)Cdiff進(jìn)行調(diào)節(jié)

  加入這個(gè)電容還不能徹底解決問題,必須按照如下兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)Cdiff進(jìn)行調(diào)節(jié):

  差動(dòng)截止頻率(cut-off frequency)必須夠高,才能遠(yuǎn)離訊號(hào)頻寬,并確實(shí)充分穩(wěn)定濾波。

  差動(dòng)截止頻率(cut-off frequency)必須夠低,才能將共模雜訊降至可接受的程度,使得儀表放大器CMRR能夠進(jìn)行剩余雜訊抑制,最終達(dá)到可以接受的SNR。等式5呈現(xiàn)進(jìn)行這種調(diào)節(jié)的一般塬則:

  等式5

  圖6顯示VinP及VinN曲線圖與無Cdiff及Cdiff=1μF時(shí)兩種頻率的對(duì)比情況。必須注意的是,在沒有差動(dòng)電容的情況下,INA333的輸出程度會(huì)有差別。如此的差別被放大至輸出,成為最終降低SNR的雜訊。Cdiff=1μF時(shí),VinP及VinN之間的差別最小。

  圖7顯示Cdiff=1μF時(shí)INA333輸出的整體雜訊效能改善情況

  圖7顯示Cdiff=1μF時(shí)INA333輸出的整體雜訊效能改善情況。

  概括而言,安裝于儀表放大器前端的低通濾波器應(yīng)該有一個(gè)差動(dòng)電容,其程度至少應(yīng)該比共模電容高10倍

  概括而言,安裝于儀表放大器前端的低通濾波器應(yīng)該有一個(gè)差動(dòng)電容,其程度至少應(yīng)該比共模電容高10倍。如此即可透過減小Ccm錯(cuò)配(mismatch)的影響,使得共模雜訊變?yōu)椴顒?dòng)雜訊,而大幅提升濾波器的效率。

此內(nèi)容為AET網(wǎng)站原創(chuàng),未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載。
主站蜘蛛池模板: 91xav在线| 中文字字幕在线高清免费电影| 污视频网站免费在线观看| 午夜网站在线观看| 进击的巨人第一季动漫樱花动漫| 国产精品999| 69久久夜色精品国产69| 夜来香免费观看视频在线| 一本到在线观看视频| 新97人人模人人爽人人喊| 久久天天躁夜夜躁狠狠躁2020| 果冻传媒国产电影免费看| 亚洲国产精品无码久久久| 毛片女女女女女女女女女| 人人爽人人爽人人爽人人片av| 精品国产一区二区三区av片| 四虎永久在线免费观看| 色综合久久伊人| 国产在线午夜卡精品影院| 国产精品亚洲精品青青青| 国产福利一区二区在线观看| 2021果冻传媒剧情在线观看| 国产鲁鲁视频在线观看| 99热在线获取最新地址| 天天狠天天透天干天天怕∴| 一区二区三区欧美日韩国产| 成人免费无码大片A毛片抽搐色欲| 久9re热这里精品首页| 日本亚洲黄色片| 久久久综合九色合综国产精品| 日韩欧美小视频| 久久青草免费91线频观看站街| 欧洲美女与动zozo| 亚洲伊人久久大香线蕉AV| 欧美变态口味重另类在线视频| 亚洲成人免费网址| 欧美日韩国产综合草草| 亚洲欧美一级久久精品| 欧美日韩国产综合在线小说| 亚洲欧洲日本精品| 欧美日韩国产综合在线|