jicheng0622

【原创】Kinetis内部ADC输入管脚加三端电容极大提升AD采样EMC性能

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       哎,标题被我写成结论式的风格(有种看电视剧提前剧透的赶脚…),老觉着有点别扭,实际上我本来是想写“论三端电容对ADC EMC性能的积极作用”的,但是左思右想这样的标题太有论文的严谨风了(这不是俺博客的风格啊,呵呵)太不接地气,容易让一些博友直接pass掉了(大概是对国内论文充数居多而形成的一种抗拒惯性吧,呵呵,反正我是有点这样的),所以为了尽量让大家不要错过偶的这篇文章,我索性直接把要说的浓缩成了标题,这种简单粗暴的方式反而往往会起到接地气吸引眼球的效果。哎,为了让大家多晓点知识,俺也真是闲的蛋疼操碎了心啊有木有,不要谢我,请叫我一声“雷锋”同志吧,哈哈。

       实际上看懂标题我都不用写下去了(既然已经知道电视剧的结尾,再让我们从头看一遍?估计大多数人都会no, no, no,重要事情no三遍),但是为了不被误认为标题党拍成转,我还是老老实实的把我好不容易浓缩的标题再解压出来给大家还原一下。Kinetis的ADC一直是其傲娇的本钱,A/D相关的应用更是数不胜数(多的我都不想一一举例了,请原谅我偶尔的偷懒,呵呵),而且对很多消费级应用来说,ADC设计的考量没有那么严谨(检测个电池电压、环境温度之类的应用),但是从真正的产品化角度来讲,ADC这部分模拟电路设计是非常有考究的,像参考电压的选择,模拟电源/地和数字电源/地的隔离,外部输入的滤波处理,阻抗匹配处理等等,需要考虑的因素太多太多(多的我有点头疼啊有木有),我不是这方面的专家,不敢说的深入(心虚的慌,呵呵),这里我只是单挑出其中一个输入滤波处理对系统EMC的影响简单说说。

       在类似消防安全、工业控制等对可靠性敏感的行业来讲,EMC测试是产品最后量产批量之前绕不过去的一关,当然EMC测试是系统级的,本篇重点是说ADC部分的EMC。EMC测试对ADC采样的影响一般会包括几种,一种是对参考源和模拟电源的影响(这部分我们一般会选择加旁路电容,ESD保护和可靠的模拟与数字隔离措施去消除),另一种则是直接对输入源耦合了干扰进去,这种是比较麻烦的,因为即使芯片本身的ADC没有被干扰到,但是你的输入源被干扰了,这样的话你的ADC再神也很无奈很尴尬,所以这种干扰我们只能从输入源到ADC采样管脚之间的电路去着手,最常用的办法是在该电路上串接个一阶RC滤波如下图所示(只是个示意哈,红框中认为是RC滤波电路):

Capture.PNG

        但是根据实际效果来看,RC滤波对EMC干扰的抑制是有效的但也是有限的(尤其是高频抑制),很多情况下不能真正解决问题。这种情况下,本篇的主角——三端电容就该上台showshow了,提起三端电容,说来惭愧的很,我之前是没有用过的甚至没有听说过,知道它也是偶然的从一个测试过其实际效果的用户反馈得到的。三端电容也是一种电容,它与普通电容器的区别在于,它有三根引线,其中一个电极上有两根引线。这样一个微小的改变,却使电容器的滤波效果发生了很大的改善。普通电容的引线电感对于电容的高频滤波的作用是有害的,而三端电容却巧妙地利用了引线电感,构成了一个T型低通滤波器,其等效电路如下图(网络截图,有侵权请及时告知),有图有真相,我相信看完图就明白了它为啥效果很好,典型的T型LC滤波器,其对高频滤波效果比普通电容改善了很多,而且也不用担心电感和电容会占用太大的布板面积,从下图可以看到也是有小封装的贴片的,将其替换上午中的RC滤波电路即可。

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       本篇文章的目的啰嗦了半天实际上想给大家额外提供一个思路,在某些ADC采样场合,为了滤掉一些EMC高频干扰可以恰当的考虑三端电容来试一试,虽然会增加一定成本(淘宝一下,其实也不贵),但是对某些场合来讲,这些东西不是说省就能省的,是吧?哈哈,好了,今儿就到这了,喝口水准备困觉了,未完待续~

  1. 辛苦了,赞一个

  2. 多些分享!!

  3. 真才实学赞一个

  4. 赞~~~~~~

  5. @lf152   

    然而,我其实并没有看懂!

    待你真正遇到这样的问题时一看就明白了,所以不急,呵呵!

  6. 然而,我其实并没有看懂!

  7. @1097459489   

    然而,我其实并没有看懂!

    呵呵,略尴尬啊。内容较多,可能我啰嗦的太多反而找不到重点,实际上只需要把三端电容替换成我们之前的RC滤波即可。

  8. 然而,我其实并没有看懂!

  9. @feifei01   

    大赞,定!

    嘿嘿,谢谢表扬!

  10. 大赞,定!