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7.3 SPI接口数字串扰
MCP3912具有一个高速20MHZSPI数字接口。如果 在没有任何防范措施的情况下全速运行,该接口会产 生串扰,特别是对于靠外侧的通道(如CH0)o串扰 是由数字SPI信号产生的开关噪声引起的(也称为地 弹反射)。在这种情况下,这种串扰会对SNR产生不 利影响。如果在模拟和数字电源之间采取适当的隔离 措施,可以衰减这种噪声(见第7.2节“电源设计和 旁路”)。
为了进一步消除SPI通信对测量精度的影响,建议在 SPI线路上添加串联电阻,以减少由数字开关噪声引 起的电流毛刺(见图7・5,其中采用了这些电阻)。这 些电阻也有助于保持很低的电磁辐射水平。
MCP3912数据手册中提供的测量图是在每个SPI I/O引 脚连接100Ω串联电阻的情况下获得的。即使在20 MHz 接口的全速操作下,也未观察到测量精度干扰。
由于引脚排列方面的差异(双列直插或四方),串扰性 能会依赖于封装选择,在QFN-28封装中会有所改善。
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图7・5给出了一个直接连接高电压线路(例如,双线 120V或220V系统)的更详细示例。在同时为系统提 供接地的高侧/线路侧,使用一个电流检测分流器来进 行电流测量。这是必需的,因为该分流器直接连接到 MCP3912的通道输入引脚。为了降低对外部影响(如 EMI)的敏感性,这两条线应构成双绞线,如图7.5所 注。电源和MCU分别位于PCB右侧,由数字地平面 包围。MCP3912位于左侧,由模拟地平面包围。有两 个独立的电源送到系统的数字部分和模拟部分(包括 MCP3912)。使用这种布局时,存在两个独立的电流 供应路径和电流返回路径:Ia和Id。
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数字和模拟地平面之间的铁氧体磁珠有助于阻止高频噪声进入器件。建议该铁氧体磁珠为低电阻;通常它是一个 THT 元件。铁氧体磁珠通常放在分流器输入端,并放入电源电路来提供额外的保护。

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