This thread has been locked.

If you have a related question, please click the "Ask a related question" button in the top right corner. The newly created question will be automatically linked to this question.

[参考译文] TUSS4470:EMI 传导抗扰性噪声注入

Guru**** 2812155 points

Other Parts Discussed in Thread: TUSS4470, BOOSTXL-TUSS4470

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/sensors-group/sensors/f/sensors-forum/1623087/tuss4470-emi-conducted-immunity-noise-injection

零部件号: TUSS4470

您好:

我目前遇到了 TUSS4470 的 EMC 抗扰性问题。

 

在噪声注入测试期间、我们观察到 TUSS4470 驱动器的 INN 和 INP 引脚存在干扰。  噪声注入符合 UNE-EN IEC 61000 4-6 标准、在电源中注入 CDN 和噪声。 150 至 300kHz 之间的频率被驱动器放大、从而导致 Vout 处出现 0.9V 的偏移。 当未施加噪声时、Vout 正常且为 0.2V。 所使用的换能器适用于 40kHz、硬件中存在 EMI 滤波器。  

 

关于传感器连接、我们的电流原理图遵循参考设计、其中 INP 通过 330pF 和 200 Ω 连接、INN 通过电容器连接(根据数据表计算得出,值为 107nF)、连接到信号接地。 我们怀疑共模噪声通过 CINN 的接地连接进入、因为已经测试了各种 EMI 滤波器且没有任何改进。  

我测试了 另一种连接以利用差分放大来降低共模噪声、如图所示。 在这种情况下,噪音是不存在的,但似乎感光度较低。 这种连接是否可行? 为什么感性似乎比以前更低? image005.png

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好 Ruben、

    感谢您在论坛上发帖。  我正在研究这一点、并将在下周由星期一提供更多信息。

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    Ruben、

    是的、从技术上讲、您的备选差速器连接是可行的、但您观察到的灵敏度降低是预期行为、TUSS4470 的 LNA 从根本上就是一个 单端同相放大器 ,不是真正的差分放大器[1]。 当您以差分方式将 INP 和 INN 连接到换能器时、您要在两个输入端分离信号、而不是相对于稳定的 INN 接地基准向 INP 提供完整信号振幅、从而有效地将 LNA 看到的差分电压减半。

    在该参考设计中、INN 专门通过 CINN 交流耦合至地、以提供高通滤波并消除直流失调电压/1/f 噪声[1]。 该架构期望:

    • INP :通过 CINP (330pF) 和 RINP (200Ω) 接收完整的传感器信号
    • INN :用作稳定的接地基准,而不是信号输入[2]

    当您以差分方式驱动换能器的两个引脚时、就会违反器件的预期操作。 BOOSTXL-TUSS4470 EVM 确实显示了差分输入的“双静态接收器“配置[3]、但该配置专为 第二个传感器 在发送/接收分离场景中、不适用于单个传感器上的共模抑制。

    您对通过 CINN 接地连接的共模噪声有充分的怀疑。 数据表针对该确切问题提供了具体指导:

    1. 将传感器接地与器件接地分开 :布线 CINN 电容器的接地连接 直接连接到连接器地 通过尽可能短的布线(与主器件接地分开)[4]。

    2. 添加铁氧体磁珠 :在传感器接地和主接地之间放置一个铁氧体磁珠以隔离传导噪声[4]。

    3. 尽可能缩短布线长度 : INP 和 INN 布线是最容易受到噪声影响的路径,应尽可能短并直接连接到传感器[4]。

    4. 考虑增大 RINP :为了提高 EMI/EMC 稳健性、可以使用更高的 RINP 电阻值(超出 200Ω)(可选)[5]。

    缓解
    实现
    折衷
    接地分离
    传感器/主接地之间的铁氧体磁珠
    将对灵敏度的影响降至最低
    Cinn 接地布线
    直接连接到连接器地、最短布线
    仅布局更改
    RINP 增大
    高于 200Ω
    轻微的信号衰减
    外部带通滤波器
    频率下实现
    抑制 AFE 之前的 150300kHz 至 300kHz 噪声

    一些其他注意事项...

    由于 150KHz 至 300kHz 干扰远超出 40kHz 换能器频率、因此 外部带通滤波器 确定工作频率目标可以在该低频噪声到达 AFE [6]之前抑制该噪声。 另外、请验证您的 107nF Cin 计算—将 Cin 增加到超过计算值可能会滤除必要的信号[7]、但公式取决于您的 fDRV_CLK 设置。

    如果您尽管进行了灵敏度权衡、但想要采用差分方法、则可以通过增大 LNA 增益设置(可调为 10、12.5、15 或 20V/V)[8]来进行补偿、但这也可能放大任何残留噪声。

    它有助于了解您当前的 PCB 接地平面结构以及您是否在换能器和 TUSS4470 之间使用屏蔽电缆、单端屏蔽接地(仅在一端连接)也有助于降低传导噪声[6]。

    1. TUSS44x0 应用手册 — SLDA053
    2. TUSS4470 数据表 — 应用电路
    3. BOOSTXL-TUSS4470 EVM 用户指南
    4. TUSS4470 数据表 — 布局指南
    5. TUSS4470 数据表 — 输入保护
    6. TI E2E 论坛 — TUSS4470 滤波讨论
    7. TI E2E 论坛 — TUSS4470 SNR 和 EMI
    8. TUSS4470 数据表 — 功能