放大器中射频干扰整流误差电路盘点

在实际应用中，必须处理日益增多的射频干扰(RFI)，对于信号传输线路较长且信号强度较低的情况尤其如此，而仪表放大器的典型应用就是这种情况，因为其内在的共模抑制能力，它能从较强共模噪声和干扰中提取较弱的差分信号。但有个潜在问题却往往被忽视，即仪表放大器中存在的射频整流问题。当存在强射频干扰时，集成电路可能对干扰进行整流，然后以直流输出失调误差表现出来。仪表放大器输入端的共模信号通常被其共模抑制的性能衰减了。射频整流仍然会发生，因为即使最好的仪表放大器在信号频率高于20 kHz时，实际上也不能抑制共模噪声。放大器的输入级可能对强射频信号进行整流，然后以直流失调误差表现出来。一旦经过整流后，在仪表放大器输出端的低通滤波器将无法消除这种误差。如果射频干扰为间歇性，那么它会导致无法被觉察到的测量误差。

设计实用的射频干扰滤波器

解决这一问题的最实用方案是在仪表放大器之前 使用一个差分低通滤波器，以对射频信号进行衰减。该滤波器有三个作用：尽可能多地消除输入线路中的射频能量;使每条线路与接地(共用)之间的交流信号保持平衡;并在整个测量带宽内维持足够高的输入阻抗，以避免增加信号源的负载。

图1是多种差分射频干扰滤波器的基本框图。图中所示元件值均针对AD8221选择，AD8221的-3dB典型带宽值为：

图1 用于防止射频干扰整流误差的低通滤波器电路

1MHz,典型电压噪声电平为7 nVQQ截图20141204111321.jpg.除抑制射频干扰之外，该滤波器同时具有输入过载保护功能。因为电阻R1a和R1b有助于隔离仪表放大器输入电路与外部信号源。

图2是该抗射频干扰电路的简化图。

从图中可见，滤波器形成一个桥接电路，其输出跨接于仪表放大器的输入引脚间。鉴于这种连接方法，C1a/R1a与C1b /R1b两个时间常数之间的任何不匹配都会导致桥路失衡，从而降低高频共模抑制性能。因此，电阻R1a和R1b以及电容C1a和C1b均应始终相等。

图2 电容C2构成C1a/C1b的旁路，并能有效降低因元件不匹配引起的交流共模抑制误差