简介
AD7780是一款包括PGA的低噪声、低功耗、24位∑-△型转化器。AD7780用于低端到中端的电子秤体系。作为发布进程的一部分，测验了电子秤体系的辐射抗扰度。本运用笔记介绍怎么完成AD7780的最佳抗辐射功用，在规划印刷电路板(PCB)的进程中考虑了电路板布局和元件放置的影响。依据IEC 61000-4-3规范对整套体系(ADC、PCB和称重传感器)进行了辐射抗扰度测验。
辐射抗扰度
辐射抗扰度测验依照IEC 61000-4-3规范中的阐明进行。磁场强度为10 V/m，RF频率从80 MHz扫至1 GHz。依据规范，器材的分类如下：
● A类：在制造商、请求者或购买者指定的约束规模内功用正常。
● B类：暂时损失功用或功用暂时下降，这种现象在搅扰中止后消失，然后受测设备就会康复正常功用，无需操作人员介入。
● C类：暂时损失功用或功用暂时下降，需求操作人员介入才干处理此问题。
● D类：由于硬件或软件损坏或许数据丢掉而导致功用损失或功用下降，而且无法康复。
ADC在频率扫描期间持续转化。本运用笔记中通篇说到的差错是指有RF频率和没有RF频率时的ADC转化之间的最大差错。
要让一套电子秤体系算得上A类，那么存在RF搅扰时答应的差错e为
辐射抗扰度测验剖析
设置
图1是辐射抗扰度测验所用电路的框图。AD7780装备如下：
输出数据速率 = 10 Hz
增益 = 128
AD7780选用3.3 V电源供电。此电源还用于鼓励称重传感器。称重传感器选用6线，灵敏度为2 mV/V。
差错
正如“辐射抗扰度”部分所述，答应的差错e为
±满量程输出/2n
其间n为计数次数。差错相当于±0.5次。
本运用笔记中的方针是规划一种次数为3000且归为A类的电子秤体系，而且在完成此方针时称重传感器的鼓励电压为3.3 V。在灵敏度为2 mV/V且鼓励电压为3.3 V的情况下，称重传感器的最大信号为6.6 mV。为了运用称重传感器最具线性的部分，常常仅运用此规模的三分之二。这样就将称重传感器的满量程输出电压降到了4.4 mV。
关于3000次的精度，1次为
1次 = 4.4 mV/3000 = 1.46 μV
±0.5次 = ±1.46 μV/2 = ±0.73 μV
存在RF频率的情况下，差错有必要小于±0.73 μV。运用中的称重传感器可接受的最大分量为2 kg，因而差错需求小于±2 kg/(2 × 3000) = ±0.33 g，这样能够保证数字显现屏不受RF搅扰的影响。
图1. AD7780的测验设置
印刷电路板
规范AD7780评价板专用于供给最佳的模数转化功用。不过，它没有针对EMC进行优化。例如，规范AD7780评价板包括一些可容许不同电源选项的链路(笔直引脚)，可用于噪声测验衔接;这些接头充当着天线的效果。此外，模仿和数字输入端并未针对方位和元件巨细(选用0603元件)进行滤波优化。可是，将此评价板用作起点，打开的查询要点突出了EMC形成的晦气影响。有关概况，请拜见“成果”部分。对接地、元件方位和添加额外滤波进行了全面调查。一切阶段都坚持ADC功用。
总而言之，获得以下重要发现
●评价板上不应该包括接头选项(笔直引脚)。这些接头充当着天线的效果。因而，用焊接线代替这些接头选项。
●印刷电路板应该为4层，模仿输入端和参阅输入端埋入内层中。应该运用一个接地层。用地线填充电路板的顶面和底面。此外，也用地线填充内层。应该包括多个通孔，以便最大极限地下降整个电路板的电位差。关于所需通孔的密度，没有硬性规定。在AD7780评价板上，ADC以及模仿和参阅输入端的滤波周围有一圈通孔。一般来说，评价板上的任何孤岛也都应该有通孔，通孔数量大于1即可。顶面和底面上的任何走线都应该尽可能短，由于走线也充当着天线的效果。
●主张在模仿和参阅输入端选用滤波。图1显现了一般对模仿和参阅输入端主张的R和C值。这种滤波可在AD7780的采样频率(64 kHz)和多种其他采样频率下供给衰减。AD7780自身不在这些频率条件下供给任何衰减。电容需求尽可能挨近AD7780的模仿输入端和参阅输入端，这样能够最大极限地减小元件与ADC之间的走线长度。运用物理尺度较小的元件让用户能够将元件放置得更接近引脚。布局应该保证从引脚到元件的走线长度很好地匹配。
●除了这些滤波器之外，如图1所示在R和L方位添加额外的滤波能够进一步增强抗扰度。此滤波器坐落接至称重传感器的衔接器上。为完成最佳成果，评价了各种形式的L(L2、L3、L4和L5)和C(C38、C39和C40)值组合。“物料清单”部分列出了终究挑选的元件。
●电源经过与0.1 μF电容并联的10 μF%&&&&&%去耦。相同，这些元件应该尽可能接近AD7780的电源引脚。模仿电源用作称重传感器的鼓励电压，称重传感器则用作ADC的基准。因而，电源走线也埋入内层中。
图2. 规范AD7780评价板的顶面
图3. AD7780 EMC板的顶面
成果
在调研之后，咱们开发了针对立辐射搅扰的优化印刷电路板(见图3)。本运用笔记的“评价板原理图与PCB布局图”部分供给了评价板的原理图和布局图。运用此评价板和物料清单所列的元件时，测得的最大差错超过了e。图4显现了RF频率从80 MHz扫至1 GHz的情况下从AD7780读取的转化。测验期间，对称重传感器施加的分量坚持稳定。
测得的差错为1.79 μV，高于e。这相当于0.81 g。可是，在有RF搅扰的情况下，ADC会持续发挥效果，一旦搅扰铲除就会主动康复到额外规模内。因而，就辐射抗扰度而言，该电子秤体系为B类。
图4. AD7780 EMC板的差错与频率
为了比照，图5显现了测验辐射抗扰度时从规范AD7780评价板读取的转化。在有RF搅扰的情况下，此评价板的差错为2101 μV，相当于955 g。
图5. AD7780评价板的辐射抗扰度
这种比照突出了布局、元件挑选和元件放置的重要性，妥善考虑这些要素将能完成最佳的辐射抗扰度功用。
为了进一步增强器材的辐射抗扰度，能够在AD7780和辅佐元件外装上一层铜制屏蔽罩。这样可将体系提升至A类。
定论
优化电子秤体系辐射抗扰度功用的关键要素是电路板布局以及元件的放置和挑选。遵从本运用笔记中介绍的布局做法时，依据IEC 61000-4-3，电子秤体系将为B类。在有RF搅扰的情况下，电子秤体系会持续作业，但体系精度会超出额外规模。铲除RF搅扰后，电子秤体系的精度会主动康复到额外规模内。使用铜制屏蔽罩可将辐射抗扰度提升至A类。
