ZHDA015 January   2026 ADS124S06 , ADS124S08

 

  1.   1
  2.   摘要
  3. 1电路设计和测试系统
    1. 1.1 设计概述
    2. 1.2 RTD 测量的 EMC 测试板概述
      1. 1.2.1 输入配置及 ADC 设置
        1. 1.2.1.1 采用低侧基准的 3 线 RTD 测量的配置及设置
        2. 1.2.1.2 采用高侧基准的 3 线 RTD 测量的配置及设置
      2. 1.2.2 温度误差 - RTD 测量
        1. 1.2.2.1 根据 RTD 电阻计算 RTD 温度
        2. 1.2.2.2 根据 RTD 测量值计算温度误差
        3. 1.2.2.3 实验设置和结果
    3. 1.3 TC 测量的 EMC 测试板概述
      1. 1.3.1 输入配置及 ADC 设置
        1. 1.3.1.1 输入配置
        2. 1.3.1.2 热电偶特性及 ADC 设置
      2. 1.3.2 温度误差 - TC 测量
        1. 1.3.2.1 根据 TC 热电电压计算温度
        2. 1.3.2.2 根据 TC 测量值计算温度误差
        3. 1.3.2.3 实验设置和结果
    4. 1.4 针对 EMC 合规性的电路设计注意事项
      1. 1.4.1 模拟输入保护
      2. 1.4.2 抗混叠滤波器
      3. 1.4.3 每个输入连接器引脚上的高压电容器
      4. 1.4.4 用于放电路径的高压电容器及电阻器
      5. 1.4.5 数字信号串联电阻器
      6. 1.4.6 数字隔离
      7. 1.4.7 电源和保护
    5. 1.5 针对 EMC 合规性的 PCB 布局注意事项
      1. 1.5.1 PCB 层堆叠及接地平面
      2. 1.5.2 避免较长返回路径
      3. 1.5.3 避免 PCB 布线中出现 90 度弯曲
      4. 1.5.4 利用防护环隔离干扰信号
      5. 1.5.5 去耦电容器
      6. 1.5.6 差分信号布线
      7. 1.5.7 拼接过孔
      8. 1.5.8 隔离栅布局
      9. 1.5.9 元件放置
    6. 1.6 测试系统
  4. 2测试细节和结果
    1. 2.1 标准和测试准则
    2. 2.2 静电放电 (ESD)
    3. 2.3 辐射抗扰度 (RI)
    4. 2.4 电快速瞬变 (EFT)
    5. 2.5 浪涌抗扰度 (SI)
    6. 2.6 传导抗扰度 (CI)
  5. 3原理图、PCB 布局和物料清单
    1. 3.1 原理图 - RTD EMC 测试板
    2. 3.2 原理图 - TC EMC 测试板
    3. 3.3 PCB 布局 - RTD EMC 测试板(4 层)
    4. 3.4 PCB 布局 - RTD EMC 测试板(2 层)
    5. 3.5 PCB 布局 - TC EMC 测试板(4 层)
    6. 3.6 PCB 布局 - TC EMC 测试板(2 层)
    7. 3.7 物料清单 - RTD EMC 测试板
    8. 3.8 物料清单 - TC EMC 测试板
  6. 4总结
  7. 5参考资料

浪涌抗扰度 (SI)

IEC 61000-4-5 标准规定了 SI 测试的细节,包括测试标准和设置要求。设置包括在特定源阻抗和耦合模式(线对线或线对地)下,执行浪涌测试所需的测试设备和程序。IEC61000-4-5 测试确定了 EUT 对电源线及数据线上的外部高能量浪涌的抗扰度。这些能量浪涌可能由电力系统开关、负载变化及短路故障或者直接或间接的雷击引起。IEC 61000-4-5 规定了两种类型的组合波发生器 (CWG)。10µs / 700µs CWG 专门用于测试对称电信线路的端口。其他情况下,全部使用 1.2µs / 50µs CWG。其他情况下的浪涌均包括 1.2μs/50μs(上升时间为 1.2μs,脉冲宽度为 50μs)开路电压波形,以及 8μs/20μs(上升时间为 8μs,脉冲宽度为 20μs)短路电流波形。在每个额定值下,EUT 会经受 2 个正浪涌和 2 个负浪涌。浪涌每分钟至少重复一次。浪涌测试需要耦合/去耦网络 (CDN)。IEC 61000-4-5 定义了不同情况下耦合网络中使用的阻抗和电容。EUT 通过带有 0.5µF 电容器和绞合电缆的 CDN 进行浪涌测试。

 浪涌测试的实验室设置图图 2-11 浪涌测试的实验室设置图.

表 2-8 指定 IEC 61000-4-5 测试级别:

表 2-8 浪涌测试的测试级别
等级开路测试电压 ±10% (kV)
10.5
21.0
32.0
44.0
X特别适用于任何级别,即高于、低于或介于其他级别之间的级别。该级别可以在产品标准中指定。

浪涌发生器使用 2Ω 输出阻抗来对低压电源的源阻抗及波形发生器的固有源阻抗进行建模。根据电源和数据线测试要求,EUT 和浪涌发生器之间可能需要一个额外的串联电阻。浪涌电流由浪涌电压电平和总阻抗 (Req) 决定,其中 Req 是浪涌发生器输出阻抗和额外串联电阻的组合。阻抗的选择取决于设备类型及测试要求。

表 2-9 示出了不同浪涌电压和阻抗下浪涌电流电平的参考矩阵:

表 2-9 浪涌测试电压及阻抗的电流电平

1 级

2 级

3 级

4 级

500V

1kV

2kV

4kV

Req = 42Ω

12A

24A

48A

96A

Req = 12Ω

42A

84A

167A

334A

Req = 2Ω

250A

500A

1000A

2000A

图 2-12 示出了 ADS124S08 EMC 测试板上浪涌测试的实际设置。

 浪涌测试的实验室设置图 2-12 浪涌测试的实验室设置.

图 2-13 示出了在浪涌测试(±1.5kV 和线路至 GND)期间使用 2 层 TC EMC 测试板时的未校准 ADS124S08 输出数据。浪涌测试信号耦合到测量通道,该测量通道配置为通过上拉电阻使用 REFOUT 偏置。左图示出了施加正浪涌信号时的 ADC 转换代码。右图示出了向输入通道施加负浪涌信号时的 ADC 转换代码。这两个图都表明,浪涌测试影响了 ADS124S08,并导致暂时性的性能损失。但是,器件会在没有任何用户干预的情况下自动恢复。因此,ADS124S08 EMC 测试板通过了标准 B 的浪涌测试。

 为浪涌测试捕获的 ADC 转换代码图 2-13 为浪涌测试捕获的 ADC 转换代码.

表 2-10 显示了浪涌测试的结果。所有 RTD 和 TC EMC 测试板上每种配置的测试结果都相同。

表 2-10 浪涌测试的测试结果
测试标准类型和阻抗配置测试电压测试级别标准测试结果
浪涌IEC 61000-4-5线路对地(2Ω 源阻抗 + 来自耦合网络的 40Ω)RTD:4 层、3 线、低侧 RREF500V1B通过
1kV2B通过
RTD:2 层、3 线、高侧 RREF500V1B通过
1kV2B通过
TC:2 层,用于传感器偏置的 VBIAS1kV2B通过
1.5kV> 2B通过
TC:2 层 REFOUT 偏置上拉电阻器1kV2B通过
1.5kV> 2B通过