zprávy

Ačkoli jsou populární tlumivky se společným režimem, další možností je monolitický EMI filtr. Pokud je rozložení rozumné, mohou tyto vícevrstvé keramické komponenty poskytnout vynikající potlačení šumu v běžném režimu.
Mnoho faktorů zvyšuje množství „šumu“ rušení, které může poškodit nebo narušit funkčnost elektronických zařízení. Typickým příkladem je dnešní auto. V autě najdete Wi-Fi, Bluetooth, satelitní rádio, GPS systémy, a to je jen začátek. Aby bylo možné zvládnout tento druh rušení, průmysl obvykle používá stínění a filtry EMI k odstranění nežádoucího šumu. Nyní však některá tradiční řešení pro eliminaci EMI/RFI již nejsou použitelná.
Tento problém způsobil, že se mnoho výrobců OEM vyhýbalo volbám, jako je 2-kondenzátorový diferenciál, 3-kondenzátor (jeden X kondenzátor a dva Y kondenzátory), průchozí filtry, tlumivky se společným režimem nebo jejich kombinace, aby získali vhodnější řešení, jako například v Monolithic. EMI filtr s lepším potlačením šumu v menším balení.
Když elektronické zařízení přijímá silné elektromagnetické vlny, mohou se v obvodu indukovat nežádoucí proudy, které mohou způsobit neočekávanou činnost nebo rušit zamýšlenou činnost.
EMI/RFI může být ve formě vedené nebo vyzařované emise. Když je vedeno EMI, znamená to, že se šum šíří podél elektrických vodičů. Když se hluk šíří vzduchem ve formě magnetického pole nebo rádiových vln, dochází k vyzařovanému EMI.
I když je energie přiváděná zvenčí malá, pokud je smíchána s rádiovými vlnami používanými pro vysílání a komunikaci, způsobí selhání příjmu, abnormální zvuk nebo přerušení obrazu. Pokud je energie příliš silná, může dojít k poškození elektronického zařízení.
Mezi zdroje patří přirozený hluk (např. elektrostatický výboj, osvětlení a další zdroje) a umělý hluk (např. kontaktní hluk, použití vysokofrekvenčních svodových zařízení, škodlivé záření atd.). Obecně je šum EMI/RFI šumem v běžném režimu, takže řešením je použít filtry EMI k odstranění nežádoucích vysokých frekvencí jako samostatné zařízení nebo zabudované v desce plošných spojů.
EMI filtr EMI filtr se obvykle skládá z pasivních součástek, jako jsou kondenzátory a tlumivky, které jsou spojeny do obvodu.
„Tlumivky umožňují průchod stejnosměrného nebo nízkofrekvenčního proudu a zároveň blokují škodlivé nežádoucí vysokofrekvenční proudy. Kondenzátory poskytují nízkoimpedanční cestu pro přenos vysokofrekvenčního šumu ze vstupu filtru zpět do napájecího nebo zemního spojení,“ řekl Johanson Dielectrics Christophe Cambrelin řekl, že společnost vyrábí vícevrstvé keramické kondenzátory a EMI filtry.
Tradiční metody filtrování v běžném režimu zahrnují nízkofrekvenční filtry využívající kondenzátory, které propouštějí signály s frekvencemi nižšími, než je zvolená mezní frekvence, a zeslabují signály s frekvencemi vyššími, než je mezní frekvence.
Běžným výchozím bodem je použití páru kondenzátorů v diferenciální konfiguraci s použitím kondenzátoru mezi každou stopou a zemí diferenciálního vstupu. Kondenzátorový filtr v každé větvi přenáší EMI/RFI do země nad určenou mezní frekvenci. Vzhledem k tomu, že tato konfigurace zahrnuje vysílání signálů opačné fáze přes dva vodiče, zlepšuje poměr signálu k šumu a posílá nežádoucí šum do země.
"Bohužel, hodnota kapacity MLCC s dielektrikem X7R (obvykle používaným pro tuto funkci) se výrazně liší s časem, předpětím a teplotou, " řekl Cambrelin.
"Takže i když jsou tyto dva kondenzátory blízko shodné při pokojové teplotě a nízkém napětí, v daném čase, jakmile se změní čas, napětí nebo teplota, pravděpodobně skončí s velmi odlišnými hodnotami." Tento druh mezi dvěma řádky Nesoulad způsobí nestejné odezvy v blízkosti hranice filtru. Proto převádí šum v běžném režimu na diferenciální šum.
Dalším řešením je přemostění kondenzátoru „X“ s velkou hodnotou mezi dvěma kondenzátory „Y“. Kondenzátorový bočník „X“ může poskytnout požadovaný efekt vyvážení společného režimu, ale bude produkovat nežádoucí vedlejší efekty filtrování diferenciálního signálu. Snad nejběžnějším řešením a alternativou k dolnopropustným filtrům jsou běžné režimové tlumivky.
Společná tlumivka je transformátor 1:1, ve kterém obě vinutí fungují jako primární a sekundární. Při této metodě proud procházející jedním vinutím indukuje opačný proud ve druhém vinutí. Naneštěstí jsou běžné tlumivky také těžké, drahé a náchylné k poruchám způsobeným vibracemi.
Nicméně vhodná souosá tlumivka s dokonalým přizpůsobením a vazbou mezi vinutími je transparentní pro diferenciální signály a má vysokou impedanci proti součinnému šumu. Jednou nevýhodou běžných tlumivek je omezený frekvenční rozsah způsobený parazitní kapacitou. Pro daný materiál jádra platí, že čím vyšší je indukčnost použitá k dosažení filtrování nižší frekvence, tím větší je požadovaný počet závitů a parazitní kapacita, která je s tím spojena, což činí vysokofrekvenční filtrování neúčinným.
Nesoulad v mechanických výrobních tolerancích mezi vinutími může způsobit konverzi režimu, ve které se část energie signálu přemění na šum společného režimu a naopak. Tato situace způsobí problémy s elektromagnetickou kompatibilitou a imunitou. Nesoulad také snižuje efektivní indukčnost každé nohy.
V každém případě, když diferenciální signál (propust) pracuje ve stejném frekvenčním rozsahu jako součinný šum, který musí být potlačen, má souosá tlumivka značnou výhodu oproti jiným možnostem. Pomocí společných tlumivek lze propustné pásmo signálu rozšířit na souvislé pásmo.
Monolitické EMI filtry Přestože jsou populární tlumivky se společným režimem, další možností jsou monolitické EMI filtry. Pokud je rozložení rozumné, mohou tyto vícevrstvé keramické komponenty poskytnout vynikající potlačení šumu v běžném režimu. Kombinují dva symetrické paralelní kondenzátory v jednom pouzdru, které má vzájemné potlačení indukčnosti a stínící účinky. Tyto filtry používají dvě nezávislé elektrické cesty v jediném zařízení připojeném ke čtyřem externím přípojkám.
Aby se předešlo nejasnostem, je třeba poznamenat, že monolitický filtr EMI není tradičním průchozím kondenzátorem. I když vypadají stejně (stejné balení a vzhled), jejich design je zcela odlišný a jejich způsoby připojení jsou také odlišné. Stejně jako ostatní filtry EMI, jednočipový filtr EMI zeslabuje veškerou energii nad stanovenou mezní frekvenci a pouze vybírá energii potřebnou pro průchod signálu, přičemž přenáší nežádoucí šum na „země“.
Klíčová je však velmi nízká indukčnost a přizpůsobená impedance. U monolitického EMI filtru je svorka vnitřně spojena se společnou referenční (stínící) elektrodou v zařízení a deska je oddělena referenční elektrodou. Z hlediska statické elektřiny jsou tři elektrické uzly tvořeny dvěma kapacitními polovinami, které sdílejí společnou referenční elektrodu, všechny referenční elektrody jsou obsaženy v jediném keramickém tělese.
Rovnováha mezi dvěma polovinami kondenzátoru také znamená, že piezoelektrické efekty jsou stejné a opačné, navzájem se ruší. Tento vztah také ovlivňuje změny teploty a napětí, takže součástky na dvou linkách mají stejný stupeň stárnutí. Pokud mají tyto monolitické EMI filtry nevýhodu, nelze je použít, pokud má společný režim šumu stejnou frekvenci jako diferenciální signál. "V tomto případě je lepším řešením běžná tlumivka," řekl Cambrelin.
Prohlédněte si nejnovější vydání Design World a minulá vydání ve snadno použitelném a vysoce kvalitním formátu. Upravujte, sdílejte a stahujte okamžitě s předními časopisy o designu.
Nejlepší světové fórum pro řešení problémů EE, zahrnující mikrokontroléry, DSP, sítě, analogový a digitální design, RF, výkonovou elektroniku, PCB kabeláž atd.
Engineering Exchange je globální vzdělávací online komunita pro inženýry. Připojte se, sdílejte a učte se ještě dnes »
Copyright © 2021 WTWH Media LLC. všechna práva vyhrazena. Bez předchozího písemného souhlasu WTWH MediaPrivacy Policy | se materiály na této webové stránce nesmí kopírovat, distribuovat, přenášet, ukládat do mezipaměti ani jinak používat. Reklama | O nás