1 머리말

정전식 절연 장벽이 있는 절연 증폭기에서 1 또는 0 형식으로 데이터를 전송하기 위해 장벽을 통과하는 커패시터가 충전 및 방전될 때 방사 방출을 생성할 수 있습니다. 전하가 차동 커패시터를 통해 반대 방향으로 흐르면 대부분 서로 상쇄되지만, 이러한 전하 흐름 사이의 크기 또는 시간 차이가 있으면 분리된 접지 GND1과 GND2 사이에 전자기 에너지가 주입됩니다. 절연 장벽의 특성 때문에 에너지는 소스로 돌아갈 도체를 찾을 수 없습니다. 소스로 돌아가는 경로가 없는 상태에서 에너지는 장치 핀(및 연결된 모든 트레이스나 PCB 평면)에서 방사 방출 형태로 방사됩니다. 이 방사선은 피코초 범위의 타이밍 불일치로 인해 발생하므로 증폭기 신호 대역폭 및 데이터 속도보다 훨씬 높은 주파수로 확장될 수 있습니다.

그림 1-1 절연 증폭기 블록 다이어그램

최근 몇 년 동안 방사 EMI 성능을 최적화하기 위해 텍사스 인스트루먼트 절연 증폭기의 아키텍처에 큰 개선이 있었습니다. 2018년에 ISO224를 시작으로, 텍사스 인스트루먼트의 절연 증폭기는 이전에 사용된 펄스 코딩과 비교해 온 또는 오프 키잉(OOK) 신호 변조를 사용하기 시작했습니다. OOK 변조는 향상된 공통 모드 과도 내성 수준을 크게 개선했습니다. 그런 다음 2020년에 AMC1300B-Q1은 절연 장벽을 통과하는 에너지의 양을 크게 줄여 방사 방출을 줄이고 표준 사양에 충분한 여유를 제공하는 최초의 절연 증폭기입니다. 이러한 설계 변경과 재설계된 절연 신호 경로는 이제 AMC1100, AMC1200 및 ISO224 장치를 제외한 전체 텍사스 인스트루먼트 절연 증폭기 포트폴리오에 적용되었습니다. 신호 체인의 최적화된 타이밍 및 진폭은 고주파에서 방사 방출 EMI를 훨씬 더 낮은 수준으로 낮춥니다.

다음 섹션은 텍사스 인스트루먼트의 절연 증폭기의 방사 방출 EMI 성능을 보여줍니다. 절연 증폭기의 현재 세대 방사 방출 성능은 AMC1300B-Q1을 예로 사용하여 표시되며, ISO224 및 AMC1200은 이전 세대 장치의 데이터를 표시하는 데 사용됩니다. 방사 방출 스캔은 모두 CISPR 11에 의해 설정된 표준에 따라 수행되었습니다. 모든 테스트는 입력 접지가 단락되고 변압기 드라이버(U3)가 제거되며, 짧은 리드가 있는 외부 3.6V 배터리를 사용하여 AMC1300EVM PCB(인쇄 회로 기판)를 사용하여 수행되었습니다. 각 스캔은 테스트 대상 장치(DUT)의 수평 스위프 결과를 파란색으로 표시하고 주변 스캔은 챔버의 잡음 플로어를 표시하기 위해 빨간색으로 오버레이됩니다. 플롯에는 CISPR 11 클래스 A와 클래스 B 한도 모두 나와 있습니다. PCB와의 정렬로 인해 시험 장비의 안테나에서 감지된 방출 수준이 수직 분극보다 높기 때문에 수평 분극이 선택되었습니다.