• sns01
  • sns02
  • sns03
  • instagram (1)

Monolitik EMI Filtrelerini Kullanan Ortak Mod Gürültü Filtreleme

Ortak mod bobinleri popüler olsa da, bir alternatif monolitik bir EMI filtresi olabilir. Düzgün bir şekilde yerleştirildiğinde, bu çok katmanlı seramik bileşenler mükemmel ortak mod gürültü reddi sağlar.
Elektronik ekipmanın işlevselliğine zarar verebilecek veya müdahale edebilecek “gürültü” parazitinin miktarını birçok faktör artırır. Günümüzün arabaları en iyi örnektir. Bir arabada Wi-Fi, Bluetooth, uydu radyo, GPS sistemleri ve bu sadece başlangıç. Bu gürültü girişimini yönetmek için endüstri, istenmeyen gürültüyü ortadan kaldırmak için tipik olarak koruma ve EMI filtreleri kullanır. Ancak EMI/RFI'yi ortadan kaldırmak için bazı geleneksel çözümler artık yeterli değildir.
Bu sorun, birçok OEM'in 2 kapasitörlü diferansiyel, 3 kapasitör (bir X kapasitör ve 2 Y kapasitör), geçiş filtreleri, ortak mod bobinleri veya bunların bir kombinasyonunu kullanarak monolitik bir EMI filtresi gibi daha uygun bir çözüm kullanmaktan kaçınmasına neden olur. daha küçük bir pakette daha iyi gürültü reddi.
Elektronik ekipman güçlü elektromanyetik dalgalar aldığında, devrede istenmeyen akımlar indüklenebilir ve istenmeyen çalışmaya neden olabilir veya amaçlanan çalışmayı engelleyebilir.
EMI/RFI iletilen veya yayılan emisyonlar şeklinde olabilir. EMI yürütüldüğünde, gürültünün elektrik iletkenleri boyunca ilerlediği anlamına gelir. Yayılan EMI, gürültü havada manyetik alanlar veya radyo dalgaları şeklinde hareket ettiğinde oluşur.
Dışarıdan uygulanan enerji küçük olsa bile yayın ve iletişim için kullanılan radyo dalgaları ile karışırsa alım kaybına, seste anormal gürültüye veya videonun kesilmesine neden olabilir. elektronik cihazlara zarar verir.
Kaynaklar arasında doğal gürültü (örneğin, elektrostatik boşalma, aydınlatma ve diğer kaynaklar) ve insan yapımı gürültü (örneğin, temas gürültüsü, yüksek frekanslar kullanan ekipman sızıntısı, istenmeyen emisyonlar, vb.) bulunur. Tipik olarak, EMI/RFI gürültüsü genel mod gürültüsüdür. , bu nedenle çözüm, istenmeyen yüksek frekansları gidermek için ayrı bir cihaz olarak veya bir devre kartına gömülü olarak bir EMI filtresi kullanmaktır.
EMI Filtreleri EMI filtreleri tipik olarak bir devre oluşturmak üzere bağlanan kapasitörler ve indüktörler gibi pasif bileşenlerden oluşur.
“İndüktörler, istenmeyen, istenmeyen yüksek frekanslı akımları engellerken DC veya düşük frekanslı akımın geçmesine izin verir.Kondansatörler, filtrenin girişinden gelen yüksek frekanslı gürültüyü güç veya toprak bağlantısına yönlendirmek için düşük empedanslı bir yol sağlar” dedi.
Geleneksel ortak mod filtreleme yöntemleri, frekansları seçilen bir kesme frekansının altında olan sinyalleri geçiren ve kesme frekansının üzerindeki frekansları olan sinyalleri zayıflatan kapasitörler kullanan alçak geçiren filtreleri içerir.
Ortak bir başlangıç ​​noktası, diferansiyel girişin her izi ile toprak arasında bir kapasitör ile bir diferansiyel konfigürasyonda bir çift kapasitör uygulamaktır. Her bacaktaki kapasitif filtreler, EMI/RFI'yi belirtilen kesme frekansının üzerinde toprağa yönlendirir. iki kablo üzerinden zıt fazların sinyallerini göndererek, istenmeyen gürültü toprağa gönderilirken sinyal-gürültü oranı iyileştirilir.
Cambrelin, "Ne yazık ki, X7R yalıtkanlı (tipik olarak bu işlev için kullanılan) MLCC'lerin kapasitans değeri zaman, ön gerilim ve sıcaklık ile önemli ölçüde değişebilir" dedi.
“Dolayısıyla, iki kapasitör, belirli bir zamanda, oda sıcaklığında, düşük bir voltajda yakından eşleştirilse de, zaman, voltaj veya sıcaklık değiştiğinde çok farklı değerlerle sonuçlanmaları muhtemeldir.İki kablo arasındaki bu uyumsuzluk, filtre kesilmesi yakınında eşit olmayan yanıtlara neden olacaktır.Bu nedenle, ortak moddaki gürültüyü diferansiyel gürültüye dönüştürür.”
Diğer bir çözüm, iki "Y" kondansatörü arasında büyük bir "X" değerli kapasitör köprülemektir. "X" kapasitif şönt ideal ortak mod dengesi sağlar, ancak aynı zamanda diferansiyel sinyal filtrelemenin istenmeyen yan etkisine de sahiptir. Belki de en yaygın çözüm ve bir alçak geçiren filtreye bir alternatif, yaygın bir mod jiklesidir.
Ortak mod bobini, her iki sargısı da birincil ve ikincil olarak hareket eden 1:1 transformatördür. Bu yöntemde, bir sargıdan geçen akım diğer sargıda ters akıma neden olur. Ne yazık ki, ortak mod bobinleri de ağır, pahalı ve hassastır. Titreşim kaynaklı arızaya.
Bununla birlikte, sargılar arasında mükemmel uyum ve kuplaj ile uygun bir ortak mod bobini, diferansiyel sinyallere karşı şeffaftır ve ortak mod gürültüsüne karşı yüksek empedansa sahiptir. Ortak mod bobinlerinin bir dezavantajı, parazitik kapasitans nedeniyle sınırlı frekans aralığıdır. Belirli bir çekirdek malzemesi için , düşük frekanslı filtrelemeyi elde etmek için kullanılan endüktans ne kadar yüksek olursa, o kadar fazla dönüş gerekir, bu da yüksek frekanslı filtrelemeyi geçemeyen parazitik kapasitanslara neden olur.
Mekanik üretim toleransları nedeniyle sargılar arasındaki uyumsuzluklar, sinyal enerjisinin bir kısmının ortak mod gürültüsüne dönüştürüldüğü mod değiştirmeye neden olur ve bunun tersi de geçerlidir. Bu durum elektromanyetik uyumluluk ve bağışıklık sorunlarına neden olabilir. Uyumsuzluk ayrıca her bacağın etkin endüktansını azaltır.
Her durumda, diferansiyel sinyal (geçiş) reddedilmesi gereken ortak mod gürültüsü ile aynı frekans aralığında çalıştığında, ortak mod bobinleri diğer seçeneklere göre önemli avantajlar sunar. Ortak mod bobini kullanılarak sinyal geçiş bandı genişletilebilir. ortak mod reddetme bandına.
Monolitik EMI Filtreleri Ortak mod bobinleri popüler olmasına rağmen, monolitik EMI filtreleri de kullanılabilir. Düzgün yerleştirildiğinde, bu çok katmanlı seramik bileşenler mükemmel ortak mod gürültü reddi sağlar. Karşılıklı endüktans iptali ve ekranlama için iki dengeli şönt kapasitörünü tek bir pakette birleştirirler. .Bu filtreler, dört harici bağlantıya bağlı tek bir cihaz içinde iki ayrı elektrik yolu kullanır.
Karışıklığı önlemek için, monolitik EMI filtrelerinin geleneksel geçiş kapasitörleri olmadığına dikkat edilmelidir. Aynı görünseler de (aynı ambalaj ve görünüm), tasarım olarak çok farklıdırlar ve aynı şekilde bağlanmazlar. Diğer EMI gibi filtreler, monolitik EMI filtreleri, belirtilen kesme frekansının üzerindeki tüm enerjiyi zayıflatır ve istenmeyen gürültüyü "toprak" a yönlendirirken yalnızca istenen sinyal enerjisini geçirmeyi seçer.
Bununla birlikte, anahtar çok düşük endüktans ve eşleşen empedanstır. Monolitik EMI filtreleri için, terminaller dahili olarak cihaz içindeki ortak bir referans (koruyucu) elektrota bağlanır ve plakalar referans elektrot ile ayrılır.Elektrostatik olarak, üç elektrik düğümü hepsi tek bir seramik gövde içinde bulunan ortak bir referans elektrotu paylaşan iki kapasitif yarıdan oluşur.
Kondansatörün iki yarısı arasındaki denge aynı zamanda piezoelektrik etkilerin eşit ve zıt olduğu ve birbirini iptal ettiği anlamına gelir. Bu ilişki aynı zamanda sıcaklık ve voltaj değişimini de etkiler, bu nedenle her iki hattaki bileşenler eşit şekilde yaşlanır. Bu monolitik EMI'nin bir dezavantajı varsa ortak mod gürültüsü, diferansiyel sinyalle aynı frekanstaysa çalışmayacaklardır.” Bu durumda, ortak modlu bir jikle daha iyi bir çözümdür, dedi Cambrelin.
Design World'ün en son sayılarına ve eski sayılarına kullanımı kolay, yüksek kaliteli bir formatta göz atın. Önde gelen tasarım mühendisliği dergisi ile bugün düzenleyin, paylaşın ve indirin.
Mikrodenetleyiciler, DSP, ağ iletişimi, analog ve dijital tasarım, RF, güç elektroniği, PCB yönlendirme ve daha fazlasını kapsayan dünyanın en iyi problem çözme EE forumu
Telif hakkı © 2022 WTWH Media LLC.tüm hakları saklıdır.Bu sitedeki materyaller WTWH MediaPrivacy Policy |Reklam |Hakkımızda


Gönderim zamanı: Nisan-19-2022