νέα

Αν και τα τσοκ κοινής λειτουργίας είναι δημοφιλή, μια άλλη δυνατότητα είναι ένα μονολιθικό φίλτρο EMI. Εάν η διάταξη είναι λογική, αυτά τα πολυστρωματικά κεραμικά εξαρτήματα μπορούν να παρέχουν εξαιρετική καταστολή θορύβου κοινής λειτουργίας.
Πολλοί παράγοντες αυξάνουν το μέγεθος των παρεμβολών «θορύβου» που μπορεί να βλάψουν ή να επηρεάσουν τη λειτουργικότητα των ηλεκτρονικών συσκευών. Το σημερινό αυτοκίνητο είναι χαρακτηριστικό παράδειγμα. Σε ένα αυτοκίνητο, μπορείτε να βρείτε Wi-Fi, Bluetooth, δορυφορικό ραδιόφωνο, συστήματα GPS και αυτό είναι μόνο η αρχή. Για τη διαχείριση αυτού του είδους παρεμβολών θορύβου, η βιομηχανία χρησιμοποιεί συνήθως θωράκιση και φίλτρα EMI για την εξάλειψη του ανεπιθύμητου θορύβου. Αλλά τώρα ορισμένες παραδοσιακές λύσεις για την εξάλειψη του EMI/RFI δεν ισχύουν πλέον.
Αυτό το πρόβλημα έχει αναγκάσει πολλούς κατασκευαστές OEM να αποφύγουν επιλογές όπως διαφορικό 2 πυκνωτών, 3 πυκνωτές (ένας πυκνωτής Χ και δύο πυκνωτές Υ), φίλτρα τροφοδοσίας, τσοκ κοινής λειτουργίας ή συνδυασμός αυτών για να αποκτήσουν πιο κατάλληλες λύσεις, όπως στο Μονολιθικό Φίλτρο EMI με καλύτερη καταστολή θορύβου σε μικρότερη συσκευασία.
Όταν ο ηλεκτρονικός εξοπλισμός δέχεται ισχυρά ηλεκτρομαγνητικά κύματα, ενδέχεται να προκληθούν ανεπιθύμητα ρεύματα στο κύκλωμα και να προκαλέσουν απροσδόκητη λειτουργία ή να παρεμποδίσουν την προβλεπόμενη λειτουργία.
Το EMI/RFI μπορεί να έχει τη μορφή εκπομπών που εκπέμπονται ή εκπέμπονται. Όταν διεξάγεται EMI, σημαίνει ότι ο θόρυβος διαδίδεται κατά μήκος των ηλεκτρικών αγωγών. Όταν ο θόρυβος διαδίδεται στον αέρα με τη μορφή μαγνητικού πεδίου ή ραδιοκυμάτων, εμφανίζεται ακτινοβολούμενο EMI.
Ακόμη και αν η ενέργεια που εφαρμόζεται από το εξωτερικό είναι μικρή, εάν αναμειχθεί με ραδιοκύματα που χρησιμοποιούνται για εκπομπή και επικοινωνία, θα προκαλέσει αστοχία λήψης, μη φυσιολογικό θόρυβο ήχου ή διακοπή βίντεο. Εάν η ενέργεια είναι πολύ δυνατή, ο ηλεκτρονικός εξοπλισμός μπορεί να καταστραφεί.
Οι πηγές περιλαμβάνουν φυσικό θόρυβο (όπως ηλεκτροστατική εκκένωση, φωτισμό και άλλες πηγές) και τεχνητό θόρυβο (όπως θόρυβος επαφής, χρήση εξοπλισμού διαρροής υψηλής συχνότητας, επιβλαβής ακτινοβολία κ.λπ.). Γενικά, ο θόρυβος EMI/RFI είναι θόρυβος κοινής λειτουργίας, επομένως η λύση είναι η χρήση φίλτρων EMI για την εξάλειψη των ανεπιθύμητων υψηλών συχνοτήτων ως ξεχωριστή συσκευή ή ενσωματωμένα σε μια πλακέτα κυκλώματος.
Φίλτρο EMI Το φίλτρο EMI αποτελείται συνήθως από παθητικά στοιχεία, όπως πυκνωτές και επαγωγείς, τα οποία συνδέονται για να σχηματίσουν ένα κύκλωμα.
«Τα πηνία επιτρέπουν τη διέλευση ρεύματος συνεχούς ρεύματος ή χαμηλής συχνότητας, ενώ εμποδίζουν τα επιβλαβή ανεπιθύμητα ρεύματα υψηλής συχνότητας. Οι πυκνωτές παρέχουν μια διαδρομή χαμηλής σύνθετης αντίστασης για τη μεταφορά του θορύβου υψηλής συχνότητας από την είσοδο του φίλτρου πίσω στη σύνδεση τροφοδοσίας ή γείωσης», δήλωσε η Johanson Dielectrics, Christophe Cambrelin, δήλωσε ότι η εταιρεία κατασκευάζει πολυστρωματικούς κεραμικούς πυκνωτές και φίλτρα EMI.
Οι παραδοσιακές μέθοδοι φιλτραρίσματος κοινού τρόπου περιλαμβάνουν φίλτρα χαμηλής διέλευσης που χρησιμοποιούν πυκνωτές που περνούν σήματα με συχνότητες χαμηλότερες από μια επιλεγμένη συχνότητα αποκοπής και εξασθενούν σήματα με συχνότητες υψηλότερες από τη συχνότητα αποκοπής.
Ένα κοινό σημείο εκκίνησης είναι η εφαρμογή ενός ζεύγους πυκνωτών σε μια διαφορική διαμόρφωση, χρησιμοποιώντας έναν πυκνωτή μεταξύ κάθε ίχνους και της γείωσης της διαφορικής εισόδου. Το φίλτρο πυκνωτή σε κάθε κλάδο μεταφέρει EMI/RFI στο έδαφος πάνω από την καθορισμένη συχνότητα αποκοπής. Δεδομένου ότι αυτή η διαμόρφωση περιλαμβάνει την αποστολή σημάτων αντίθετης φάσης μέσω δύο καλωδίων, βελτιώνει την αναλογία σήματος προς θόρυβο ενώ στέλνει ανεπιθύμητο θόρυβο στο έδαφος.
«Δυστυχώς, η τιμή χωρητικότητας των MLCC με διηλεκτρικά X7R (που συνήθως χρησιμοποιούνται για αυτή τη λειτουργία) ποικίλλει σημαντικά με το χρόνο, την τάση πόλωσης και τη θερμοκρασία», είπε ο Cambrelin.
«Έτσι, ακόμα κι αν αυτοί οι δύο πυκνωτές ταιριάζουν στενά σε θερμοκρασία δωματίου και χαμηλή τάση, σε μια δεδομένη στιγμή, όταν αλλάξουν ο χρόνος, η τάση ή η θερμοκρασία, είναι πιθανό να καταλήξουν σε πολύ διαφορετικές τιμές. Αυτό το είδος μεταξύ δύο γραμμών Μια αναντιστοιχία θα προκαλέσει άνισες αποκρίσεις κοντά στην αποκοπή του φίλτρου. Ως εκ τούτου, μετατρέπει τον θόρυβο κοινής λειτουργίας σε διαφορικό θόρυβο».
Μια άλλη λύση είναι να γεφυρωθεί ένας πυκνωτής "Χ" μεγάλης τιμής μεταξύ των δύο πυκνωτών "Y". Η διακλάδωση πυκνωτή "X" μπορεί να παρέχει το απαιτούμενο αποτέλεσμα εξισορρόπησης κοινού τρόπου λειτουργίας, αλλά θα προκαλέσει ανεπιθύμητες παρενέργειες φιλτραρίσματος διαφορικού σήματος. Ίσως η πιο κοινή λύση και εναλλακτική λύση στα χαμηλοπερατά φίλτρα είναι τα τσοκ συνήθους λειτουργίας.
Το τσοκ κοινής λειτουργίας είναι ένας μετασχηματιστής 1:1 στον οποίο και οι δύο περιελίξεις λειτουργούν ως πρωτεύον και δευτερεύον. Σε αυτή τη μέθοδο, το ρεύμα που διέρχεται από τη μία περιέλιξη προκαλεί το αντίθετο ρεύμα στην άλλη περιέλιξη. Δυστυχώς, τα τσοκ κοινής λειτουργίας είναι επίσης βαριά, ακριβά και επιρρεπή σε αστοχίες που προκαλούνται από κραδασμούς.
Ωστόσο, ένα κατάλληλο τσοκ κοινής λειτουργίας με τέλεια ταύτιση και σύζευξη μεταξύ των περιελίξεων είναι διαφανές στα διαφορικά σήματα και έχει υψηλή αντίσταση στο θόρυβο κοινής λειτουργίας. Ένα μειονέκτημα των τσοκ κοινής λειτουργίας είναι το περιορισμένο εύρος συχνοτήτων που προκαλείται από την παρασιτική χωρητικότητα. Για ένα δεδομένο υλικό πυρήνα, όσο υψηλότερη είναι η επαγωγή που χρησιμοποιείται για τη λήψη φιλτραρίσματος χαμηλότερης συχνότητας, τόσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός των στροφών που απαιτούνται και η παρασιτική χωρητικότητα που το συνοδεύει, καθιστώντας το φιλτράρισμα υψηλής συχνότητας αναποτελεσματικό.
Οι αναντιστοιχίες στις μηχανικές κατασκευαστικές ανοχές μεταξύ των περιελίξεων μπορεί να προκαλέσουν μετατροπή τρόπου λειτουργίας, κατά την οποία μέρος της ενέργειας του σήματος μετατρέπεται σε θόρυβο κοινής λειτουργίας και αντίστροφα. Αυτή η κατάσταση θα προκαλέσει προβλήματα ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας και ανοσίας. Η αναντιστοιχία μειώνει επίσης την αποτελεσματική αυτεπαγωγή κάθε σκέλους.
Σε κάθε περίπτωση, όταν το διαφορικό σήμα (πέρασμα) λειτουργεί στο ίδιο εύρος συχνοτήτων με τον θόρυβο κοινής λειτουργίας που πρέπει να κατασταλεί, το τσοκ κοινής λειτουργίας έχει ένα σημαντικό πλεονέκτημα έναντι άλλων επιλογών. Χρησιμοποιώντας τσοκ κοινής λειτουργίας, η ζώνη διέλευσης σήματος μπορεί να επεκταθεί στη ζώνη διακοπής κοινής λειτουργίας.
Μονολιθικά φίλτρα EMI Αν και τα τσοκ κοινής λειτουργίας είναι δημοφιλή, μια άλλη δυνατότητα είναι τα μονολιθικά φίλτρα EMI. Εάν η διάταξη είναι λογική, αυτά τα πολυστρωματικά κεραμικά εξαρτήματα μπορούν να παρέχουν εξαιρετική καταστολή θορύβου κοινής λειτουργίας. Συνδυάζουν δύο ισορροπημένους παράλληλους πυκνωτές σε ένα πακέτο, το οποίο έχει αμοιβαία αποτελέσματα ακύρωσης επαγωγής και θωράκισης. Αυτά τα φίλτρα χρησιμοποιούν δύο ανεξάρτητες ηλεκτρικές διαδρομές σε μία μόνο συσκευή συνδεδεμένη σε τέσσερις εξωτερικές συνδέσεις.
Για να αποφευχθεί η σύγχυση, πρέπει να σημειωθεί ότι το μονολιθικό φίλτρο EMI δεν είναι ένας παραδοσιακός πυκνωτής τροφοδοσίας. Αν και φαίνονται ίδια (ίδια συσκευασία και εμφάνιση), τα σχέδιά τους είναι αρκετά διαφορετικά και οι μέθοδοι σύνδεσής τους είναι επίσης διαφορετικές. Όπως και άλλα φίλτρα EMI, ένα φίλτρο EMI ενός τσιπ εξασθενεί όλη την ενέργεια πάνω από την καθορισμένη συχνότητα αποκοπής και επιλέγει μόνο την απαιτούμενη ενέργεια σήματος για να περάσει, ενώ μεταφέρει ανεπιθύμητο θόρυβο στο «γείωση».
Ωστόσο, το κλειδί είναι η πολύ χαμηλή αυτεπαγωγή και η αντίστοιχη αντίσταση. Για ένα μονολιθικό φίλτρο EMI, ο ακροδέκτης συνδέεται εσωτερικά με το κοινό ηλεκτρόδιο αναφοράς (θωράκιση) στη συσκευή και η πλακέτα διαχωρίζεται από το ηλεκτρόδιο αναφοράς. Όσον αφορά τον στατικό ηλεκτρισμό, οι τρεις ηλεκτρικοί κόμβοι σχηματίζονται από δύο χωρητικά μισά, τα οποία μοιράζονται ένα κοινό ηλεκτρόδιο αναφοράς, όλα τα ηλεκτρόδια αναφοράς περιέχονται σε ένα μόνο κεραμικό σώμα.
Η ισορροπία μεταξύ των δύο μισών του πυκνωτή σημαίνει επίσης ότι τα πιεζοηλεκτρικά φαινόμενα είναι ίσα και αντίθετα, ακυρώνοντας το ένα το άλλο. Αυτή η σχέση επηρεάζει επίσης τις αλλαγές στη θερμοκρασία και την τάση, επομένως τα εξαρτήματα στις δύο γραμμές έχουν τον ίδιο βαθμό γήρανσης. Εάν αυτά τα μονολιθικά φίλτρα EMI έχουν ένα μειονέκτημα, δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν εάν ο θόρυβος κοινής λειτουργίας είναι η ίδια συχνότητα με το διαφορικό σήμα. «Σε αυτή την περίπτωση, ένα τσοκ κοινής λειτουργίας είναι μια καλύτερη λύση», είπε ο Cambrelin.
Περιηγηθείτε στο πιο πρόσφατο τεύχος του Design World και παλαιότερα τεύχη σε μια εύχρηστη, υψηλής ποιότητας μορφή. Επεξεργαστείτε, μοιραστείτε και κατεβάστε αμέσως με κορυφαία περιοδικά σχεδιασμού μηχανικών.
Το κορυφαίο φόρουμ EE στον κόσμο για την επίλυση προβλημάτων, που καλύπτει μικροελεγκτές, DSP, δικτύωση, αναλογικό και ψηφιακό σχεδιασμό, RF, ηλεκτρονικά ισχύος, καλωδιώσεις PCB κ.λπ.
Το Engineering Exchange είναι μια παγκόσμια εκπαιδευτική διαδικτυακή κοινότητα για μηχανικούς. Συνδεθείτε, μοιραστείτε και μάθετε σήμερα »
Πνευματικά δικαιώματα © 2021 WTWH Media LLC. όλα τα δικαιώματα διατηρούνται. Χωρίς την προηγούμενη γραπτή άδεια της Πολιτικής Απορρήτου της WTWH Media |, το υλικό σε αυτόν τον ιστότοπο δεν επιτρέπεται να αντιγραφεί, να διανεμηθεί, να μεταδοθεί, να αποθηκευτεί προσωρινά ή να χρησιμοποιηθεί με άλλο τρόπο. Διαφήμιση | Σχετικά με εμάς