1 引言

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 1 或 0 形式的數據時，會產生輻射發射。電荷沿相反方向流經差分電容器，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，能量無法找到導體來返回發射源。由于沒有返回源的路徑，因此能量以輻射發射的形式從器件引腳（以及它們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據速率的頻率，因為它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，為了優化輻射 EMI 性能，德州儀器 (TI) 對隔離式放大器架構進行了重大改進。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鍵控 (OOK) 信號調制。OOK 調制顯著提高了共模瞬態抗擾度水平。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，從而減少輻射發射，滿足瞬態規格并具有足夠的裕度。這些設計變更以及重新設計的隔離式信號路徑現已應用于除 AMC1100、AMC1200 和 ISO224 器件之外的所有德州儀器 (TI) 隔離式放大器產品系列中。信號鏈中經過優化的時序和振幅可將高頻下的輻射發射 EMI 降至更低水平。

以下各節介紹了德州儀器 (TI) 隔離式放大器的輻射發射 EMI 性能。以 AMC1300B-Q1 為例展示了當前一代隔離式放大器的輻射發射性能，而以 ISO224 和 AMC1200 為例展示了上一代器件的數據。輻射發射掃描均按照 CISPR 11 規定的標準執行。所有測試均使用 AMC1300EVM 印刷電路板 (PCB) 執行，其中輸入端短接至地，變壓器驅動器 (U3) 已移除，并且外部 3.6V 電池具有短引線。每次掃描以藍色顯示受測器件 (DUT) 的水平掃描結果，以紅色顯示覆蓋的環境掃描結果，從而顯示暗室的本底噪聲。圖中還顯示了 CISPR 11 A 類和 B 類限制。之所以選擇水平極化，是因為相比垂直極化，由于與 PCB 對齊，測試設備天線檢測到的發射水平較高。