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改善传感器误操作的静噪对策(二):噪声导致的传感器误操作的原理和对策要点

2019-02-15
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噪声导致的传感器误操作的原理


One chip传感器主要由信号、电源、GND三种线构成。而信号线是用了时钟和数据等多根线进行通信的。考虑各根线在施加了噪声后的影响。


向数字信号线施加噪声


向数字信号线施加噪声时,噪声引起的超过高/低阈值而被误判断时,无法正常通信从而发生误操作。


实际为加速度传感器的数字信号线加入噪声做评估,确认通信会发生停止。


向电源线施加噪声


模拟前端包含增幅电路和A/D转换电路,当这些电路的电源变动没有正常工作时,会输出异常值从而发生误操作。


实际为加速度传感器的电源线加入噪声做评估,确认输出会出现紊乱。


以上这样,One chip传感器的信号线或电源线施加噪声时,会发生通信停止或输出值紊乱的误操作。


传感器静噪对策的要点


要旨

用于传感器静噪对策的滤波器要求满足以下条件。

①通过设备工作所需的电源或信号线
②屏蔽造成误操作的噪声


One Chip传感器有许多种类和品名,针对造成误操作的噪声所需的滤波器也各有不同。


这是因为对滤波器所要求的2个条件,与传感器是相通的。


① 通过设备工作所需的电源或信号线
→One Chip传感器的接口(IC引线)统一化


② 屏蔽造成误操作的噪声
→施加的噪声是抗扰性测试规格内的


滤波器的贴装位置


滤波器的贴装位置在传感器附近效果较好。


电源线的静噪对策


电源线的静噪对策适合从低频到高频的宽幅带宽下插入损耗较大的滤波器。


仅使用电容器的情况下,需要低频端的大容量电容器和为获得高频端插入损耗的低ESL电容器。


使用电容器和电感器组合的情况下,可使插入损耗显著增加。传感器比电感器配置足够的容量,构成多段结构,可形成有效的静噪滤波器。


信号线的静噪对策


作为信号线(数据/时钟)的静噪对策,通过的信号频率需要插入损耗小的滤波器。


噪声级别小或信号和噪声的频率相差大的情况下,可以只用电容器进行降噪,但如果信号频率和噪声频率相近时,需要电感器和电容器组合来构成插入损耗陡峭的滤波器。


电感器使用时的要点


将电感器插入特定线时,线路变得不平衡而转换成普通模式(电位差),误操作可能进一步恶化。插入电感器时很重要的一点是,全线使用同一品名。


※铁氧体磁珠是电感型滤波器,不仅具有高阻抗可以阻止噪声,铁氧体还能够吸收噪声能量,可以得到更好的静噪效果。


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