共模和差模信号与滤波器|欧亿平台登录地址

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1随着微电子技术的发展和应用电磁兼容性已成为研究微电子装置安全性、平稳运行的最重要课题。 诱导电磁干扰的技术主要包括滤波技术、布局和布线技术、屏蔽技术、短路技术、密封技术等。

干扰源的传播路径可分为传导抑制和电磁辐射抑制。 传导噪声的频率范围从10khz长到30mhz,只从故障的原因到达,通过控制脉冲的下降和下降时间来解决问题故障问题不一定是好的方法。 为此,理解共模和差动模式信号的区别对正确理解脉冲磁路和动作模块的关系很重要。

在引起电磁干扰的各种技术中,使用滤波技术在LAN(localareanetwork )、通信接口电路、电源电路中添加共模故障方面发挥着重要的作用。 因此,控制滤波器的工作原理、利用电路的结构及其正确应用是微电子器件系统设计的重要环节。 双差分模式信号和共模信号的差分模式信号也被称为正常模式、串行模式、线间电感器和平面信号等,在双线电缆传输电路中,每条线的接地电压用符号V1和V2响应。 差动模式信号成分为VDIFF。

差动模式信号为V1=-V2; 其大小为,大于相位差180 v diff=V1-V2,v1和v2因为对地是平面,所以在地线上不流过电流,差动模式信号的电路如图1右图所示. 所有的差动模式电流(IDIFF )都只流过阻抗。 差动模式阻碍向与信号电流方向完全一致的两条信号线的侵入,一条来自信号源,另一条来自传输中的电磁感应,与信号列一同振幅相同,该阻碍一般无法感应。 共模信号也称为对地电感器信号或非平面信号,共模信号成分为VCOM,纯共模信号为VCOM=V1=V2; 大小很大,相位差是0。

V3=0。 共模信号的电路如图2右图所示。 干扰信号侵入线路和短路之间,阻碍电流分别流过两条线路的二分之一,把接地作为公共电路。 应该说这种障碍更容易避免。

由于实际电路中线路电阻不均衡,所以共模信号的阻碍被转换为容易避免的串扰阻碍。 3滤波器会导致输出到交流电源线的干扰信号和信号传输线传感器的各种故障。

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滤波器可以分为交流电源滤波器、信号传输滤波器和去耦滤波器。 交流电源滤波器多应用于开关电源的系统,可以感应外来的高频阻碍,或将开关电源发送到外部。 来自商用电源和失火等的瞬低故障经由电源线侵入电子设备,该故障以共模和差动模式传播,可以通过电源滤波器去除噪声。 滤波器电路中有很多铁氧体磁铁等专用的滤波器元件。

提高电路的滤波器特性,合理地设计和使用滤波器是抗干扰技术的最重要手段。 例如,开关电源通过传导和电磁辐射发出的噪声有差分模式和共模的区别,差分模式噪声使用型滤波器感应,如图3(a )右图所示。

在图3(a )中,LD是滤波器扼流圈。 共模噪声有感应能力时,请不要使用如图3(b )右图所示的滤波电路。

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在图3(b )中,LC是滤波器扼流圈。 LC的两个线圈的迂回方向完全一致,因此电源输出电流流过LC时,产生的磁场相互抵消,等于没有电感效果,因此用于磁导率低的磁芯。 LC对共模噪声等于一个大电感,可以有效地诱导共模传导噪声。 开关电源的输出终端分别接地的电容器CY具有旁路共模噪声的功能。

并联连接在共模扼流线圈的两端的电容器CX起到抑制共模噪声的作用。 r是CX的静电电阻,在VDE0806和IEC380的安全性技术标准中进行了介绍。 图3(b )中各元件参数的范围是CX=0.1F~2F。 CY=2.0nF~33nF; LC=数~数十mH,根据动作电流而取不同的参数值。

例如,电流为25A时LC=1.8mH。 电流为03a时,LC=47mH。
另外,在滤波器元件的自由选择中,需要使输出滤波器的谐振频率高于开关电源的工作频率。 图4右图的滤波器可进一步提高对差分模式噪声的感应能力。

除了向CX施加电源电压外,上相线和零线之间不存在的各种电磁噪声峰值电压不会被转换。 为了避免电容器过热后严重威胁人身安全,CX的安全水平分为X1和X2两种,X1水平用于设备的峰值电压低于12kv的情况,X2水平用于设备的峰值电压超过1.2kV的情况另外,通过允许CY的容量,可以控制在规定电压频率以下,超过流过该电容器的溢出电流的大小。 搭载在便携式设备上的滤波器时,交流溢出电流请控制在1mA以下。

方位相同、短路的设备上安装的滤波器的交流溢出电流请控制在35mA以下。 根据溢出电流Ii的拒绝计算CY的容量。

Ii=2fCYU式中: f电源频率; u电源供给电压LD是用于进一步感应差动模式噪声的差动模式扼流圈。 由于LD的引入会增加电容器CX的充电电流,因此超过了诱导差动模式噪声的目的。|欧亿平台登录地址。

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