• sns01
  • sns02
  • sns03
  • instagram (1)

Filtrarea zgomotului în mod comun utilizând filtre EMI monolitice

Deși șocurile de mod comun sunt populare, o alternativă ar putea fi un filtru EMI monolitic. Când sunt așezate corespunzător, aceste componente ceramice multistrat oferă o excelentă respingere a zgomotului în modul comun.
Mulți factori cresc cantitatea de interferențe „zgomote” care pot deteriora sau interfera cu funcționalitatea echipamentelor electronice. Mașinile de astăzi sunt un exemplu excelent. Într-o mașină, veți găsi Wi-Fi, Bluetooth, radio prin satelit, sisteme GPS și acesta este doar începutul. Pentru a gestiona această interferență de zgomot, industria folosește de obicei ecranare și filtre EMI pentru a elimina zgomotul nedorit. Dar unele soluții tradiționale pentru a elimina EMI/RFI nu mai sunt suficiente.
Această problemă îi determină pe mulți OEM să evite utilizarea diferențială cu 2 condensatoare, 3 condensatoare (un condensator X și 2 condensatoare Y), filtre de trecere, bobine de mod comun sau o combinație a acestora pentru o soluție mai potrivită, cum ar fi un filtru EMI monolitic cu o mai bună respingere a zgomotului într-un pachet mai mic.
Atunci când echipamentele electronice primesc unde electromagnetice puternice, curenții nedoriți pot fi induși în circuit și pot cauza funcționare neintenționată – sau interfera cu funcționarea prevăzută.
EMI/RFI poate fi sub formă de emisii conduse sau radiate. Când EMI este condusă, înseamnă că zgomotul se deplasează de-a lungul conductoarelor electrice. EMI radiat apare atunci când zgomotul călătorește prin aer sub formă de câmpuri magnetice sau unde radio.
Chiar dacă energia aplicată din exterior este mică, dacă se amestecă cu undele radio utilizate pentru difuzare și comunicare, poate provoca pierderea recepției, zgomot anormal în sunet sau întreruperea video. Dacă energia este prea puternică, poate deteriora echipamentele electronice.
Sursele includ zgomotul natural (de exemplu, descărcări electrostatice, iluminare și alte surse) și zgomotul provocat de om (de exemplu, zgomot de contact, scurgeri de echipamente care folosesc frecvențe înalte, emisii nedorite etc.). De obicei, zgomotul EMI/RFI este zgomot în mod obișnuit. , astfel încât soluția este să folosiți un filtru EMI pentru a elimina frecvențele înalte nedorite, fie ca dispozitiv separat, fie încorporat într-o placă de circuit.
Filtre EMI Filtrele EMI constau de obicei din componente pasive, cum ar fi condensatoare și inductori, care sunt conectate pentru a forma un circuit.
„Inductoarele permit trecerea curentului de curent continuu sau de joasă frecvență în timp ce blochează curenții de înaltă frecvență nedoriți.Condensatorii oferă o cale de impedanță scăzută pentru a devia zgomotul de înaltă frecvență de la intrarea filtrului către conexiunea de alimentare sau de masă”, a declarat Christophe Cambrelin de la compania de condensatoare Johanson Dielectrics.EMI filter.
Metodele tradiționale de filtrare în mod comun includ filtre trece-jos care utilizează condensatoare care transmit semnale cu frecvențe sub o frecvență de tăiere selectată și atenuează semnalele cu frecvențe peste frecvența de tăiere.
Un punct de plecare obișnuit este aplicarea unei perechi de condensatoare într-o configurație diferențială, cu câte un condensator între fiecare urmă de intrare diferențială și masă. Filtrele capacitive din fiecare picior deviază EMI/RFI la masă peste frecvența de tăiere specificată. Deoarece această configurație implică trimițând semnale de faze opuse peste cele două fire, raportul semnal-zgomot este îmbunătățit în timp ce zgomotul nedorit este trimis la masă.
„Din păcate, valoarea capacității MLCC-urilor cu dielectrici X7R (utilizate în mod obișnuit pentru această funcție) poate varia semnificativ în timp, tensiune de polarizare și temperatură”, a spus Cambrelin.
„Așadar, chiar dacă doi condensatori sunt strâns potriviți la un moment dat, la temperatura camerei la o tensiune scăzută, este posibil să ajungă la valori foarte diferite odată ce timpul, tensiunea sau temperatura se schimbă.Această nepotrivire între cele două fire va avea ca rezultat răspunsuri inegale în apropierea limitei filtrului.Prin urmare, convertește zgomotul de mod comun în zgomot diferențial.”
O altă soluție este de a lega un condensator „X” cu valoare mare între cei doi condensatori „Y”. Șuntul capacitiv „X” oferă echilibru ideal în modul comun, dar are și efectul secundar nedorit al filtrării semnalului diferențial. Poate cea mai comună soluție. iar o alternativă la un filtru trece-jos este o sufocare în mod obișnuit.
O bobină de mod comun este un transformator 1:1 cu ambele înfășurări acționând ca primar și secundar. În această metodă, curentul printr-o înfășurare induce un curent opus în cealaltă înfășurare. Din păcate, bobinele de mod comun sunt, de asemenea, grele, costisitoare și susceptibile. la defectarea indusă de vibrații.
Cu toate acestea, o bobine de mod comun adecvată, cu potrivire și cuplare perfectă între înfășurări, este transparentă la semnalele diferențiale și are impedanță ridicată la zgomotul de mod comun. Un dezavantaj al șocurilor de mod comun este intervalul limitat de frecvență din cauza capacității parazitare. Pentru un anumit material de bază. , cu cât este mai mare inductanța folosită pentru a obține filtrarea de joasă frecvență, cu atât sunt necesare mai multe spire, rezultând astfel capacități parazite care nu pot trece filtrarea de înaltă frecvență.
Nepotrivirile între înfășurări din cauza toleranțelor mecanice de fabricație provoacă schimbarea modului, în care o parte a energiei semnalului este convertită în zgomot de mod comun și invers. Această situație poate cauza probleme de compatibilitate electromagnetică și imunitate. Nepotrivirea reduce, de asemenea, inductanța efectivă a fiecărui picior.
În orice caz, bobinele de mod comun oferă avantaje semnificative față de alte opțiuni atunci când semnalul diferențial (de trecere) operează în același interval de frecvență ca și zgomotul de mod comun care trebuie respins. Folosind o șocă de mod comun, banda de trecere a semnalului poate fi extinsă. la banda de respingere a modului comun.
Filtre EMI monolitice Deși bobinele în modul comun sunt populare, pot fi utilizate și filtre EMI monolitice. Când sunt așezate corespunzător, aceste componente ceramice multistrat oferă o excelentă respingere a zgomotului în modul comun. Combină doi condensatori shunt echilibrați într-un singur pachet pentru anularea și ecranarea inductanței reciproce. .Aceste filtre folosesc două căi electrice separate într-un singur dispozitiv conectat la patru conexiuni externe.
Pentru a evita confuzia, trebuie remarcat faptul că filtrele EMI monolitice nu sunt condensatoare tradiționale de trecere. Deși arată la fel (același ambalaj și aspect), sunt foarte diferite ca design și nu sunt conectate în același mod. Ca și alte EMI filtrele, filtrele EMI monolitice atenuează toată energia peste frecvența de tăiere specificată și selectează să transmită doar energia semnalului dorită, în timp ce redirecționează zgomotul nedorit către „sol”.
Cu toate acestea, cheia este o inductanță foarte scăzută și o impedanță de potrivire. Pentru filtrele EMI monolitice, bornele sunt conectate intern la un electrod de referință (scut) comun în cadrul dispozitivului, iar plăcile sunt separate de electrodul de referință. Electrostatic, cele trei noduri electrice sunt formate din două jumătăți capacitive care au în comun un electrod de referință, toate conținute într-un singur corp ceramic.
Echilibrul dintre cele două jumătăți ale condensatorului înseamnă, de asemenea, că efectele piezoelectrice sunt egale și opuse, anulându-se reciproc. Această relație afectează și variația temperaturii și a tensiunii, astfel încât componentele de pe ambele linii îmbătrânesc în mod egal. Dacă există un dezavantaj al acestor EMI monolitice filtrele, înseamnă că nu vor funcționa dacă zgomotul de mod comun este la aceeași frecvență cu semnalul diferenţial. „În acest caz, o sufocare în modul comun este o soluţie mai bună”, a spus Cambrelin.
Răsfoiți cele mai recente numere din Design World și numerele anterioare într-un format ușor de utilizat, de înaltă calitate. Editați, partajați și descărcați astăzi cu cea mai importantă revistă de inginerie de proiectare.
Cel mai important forum EE de rezolvare a problemelor din lume care acoperă microcontrolere, DSP, rețele, design analog și digital, RF, electronică de putere, rutare PCB și multe altele
Copyright © 2022 WTWH Media LLC.toate drepturile rezervate. Materialul de pe acest site nu poate fi reprodus, distribuit, transmis, stocat în cache sau utilizat în alt mod fără permisiunea prealabilă scrisă a WTWH Media Politica de confidențialitate | Publicitate |Despre noi


Ora postării: 19.04.2022