ADI公司仪表放大器的RFI滤波电路

    ADI拥有好多系列的仪表放大器，比如我前面提到的AD620系列、AD8250系列等等，广泛应用于放大噪声环境中传感器输出的弱信号。对于压力传感器或温度传感器信号的放大是常见仪表放大器的应用。但是，在平时仪表放大器的使用中，我们发现由于仪表放大器自身内部的射频整流，存在很强的RF干扰，直至影响到DC输出电压的失调，而解决这类问题最实用的办法就是使用差分低通滤波器作为仪表放大器前端的RF衰减滤波器，这类滤波器有如下三种作用：

• 尽可能去除多的输入端中RF的能量；
• 保持每个输入端和地之间的AC信号平衡；
• 在测量带宽内保持足够高的输入阻抗以避免降低将信号源当作负载的风险。

下面我们从通用的仪表放大器电路设计来分析RFI输入滤波器元器件值，具体如下图为例介绍RC输入滤波器电路的设计：

1. 确定两只串联电阻器R1和R2的阻值，确保前面的电路能够充分的驱动该阻抗，典型应用值在2K至10K之间，随着电阻R1和R2的增大，噪声会变大；
2. 选择合适的电容器C1，由于它直接关系到滤波器通过的差分信号带宽，在不影响信号的情况下，尽可能的将带宽设定的低；
3. 选择电容C2和C3，它们直接决定输入信号的共模带宽，共模带宽应当总是小于仪表放大器单位增益带宽的10℅。

以下我们通过几个ADI公司典型的仪表放大器电路简单分析RFI抑制电路：

    AD620是一款通用的仪表放大器，噪声为9nV/根号赫兹，在目前电阻R1和R2为4.02K的条件下，AD620的-3dB带宽约为400Hz，减少阻值，可以增大带宽，但正如前面所说，电阻过大可能降低输入过载保护能力。

    AD627具有比AD620更大噪声的仪表放大器，噪声具体为38 nV/根号赫兹，因此可以使用阻值更大的输入电阻器，这里我们选用R1和R2为20K电阻，但并不会降低电路的噪声性能，此电路的滤波器带宽仅为200Hz，具体电路如下图所示：

    AD623比上图中AD627不易受RFI的影响，因此其输入电阻可以从20K减小到10K，这样增加了电路信号带宽并且减小了电阻器带来的噪声。另外，10K电阻还可以提供非常有效的输入保护，使用如下图所示器件的元件值，该RFI滤波器的带宽为400Hz，具体电路如下图所示：

    最后，在上面比较同类仪表放大器的性能及应用等方面因素后，我在PCB设计方面给大家提几点意见，希望能够给大家的电路设计带来帮助：

1. 使用两面都有地线层的PCB制作RFI滤波电路；
2. 所有元件的连线引脚尽可能的短，使用最直接的路径将输入滤波器的地连接到放大器的地；
3. RFI滤波部分的电阻尽量选择无电感和无发热的优质电阻器，电容选用高Q值，低损耗的电容器。

以上是我使用仪表放大器时的某些心得，希望能给大家的电路设计带来帮助。