أخبار

على الرغم من أن ملفات الوضع الشائع شائعة، فقد يكون البديل هو مرشح EMI متجانس. عند وضعها بشكل صحيح، توفر هذه المكونات الخزفية متعددة الطبقات رفضًا ممتازًا لضوضاء الوضع المشترك.
هناك العديد من العوامل التي تزيد من مقدار تداخل "الضوضاء" الذي يمكن أن يلحق الضرر بوظيفة المعدات الإلكترونية أو يتداخل معها. وسيارات اليوم هي مثال رئيسي على ذلك. ففي السيارة، ستجد شبكة Wi-Fi، وBluetooth، وراديو القمر الصناعي، وأنظمة تحديد المواقع العالمي (GPS)، و هذه مجرد البداية. لإدارة تداخل الضوضاء هذا، تستخدم الصناعة عادةً التدريع ومرشحات EMI للتخلص من الضوضاء غير المرغوب فيها. لكن بعض الحلول التقليدية للتخلص من EMI/RFI لم تعد كافية.
تقود هذه المشكلة العديد من مصنعي المعدات الأصلية إلى تجنب استخدام مكثفين تفاضليين، أو 3 مكثفات (مكثف X واحد ومكثفان Y)، أو مرشحات التغذية، أو اختناقات الوضع الشائع، أو مزيج من هذه العناصر للحصول على حل أكثر ملاءمة مثل مرشح EMI متجانس مع رفض أفضل للضوضاء في حزمة أصغر.
عندما تتلقى المعدات الإلكترونية موجات كهرومغناطيسية قوية، يمكن أن تنشأ تيارات غير مرغوب فيها في الدائرة وتتسبب في التشغيل غير المقصود - أو تتداخل مع التشغيل المقصود.
يمكن أن يكون EMI/RFI على شكل انبعاثات موصلة أو مشعة. عندما يتم إجراء EMI، فهذا يعني أن الضوضاء تنتقل عبر الموصلات الكهربائية. ويحدث EMI المشع عندما تنتقل الضوضاء عبر الهواء في شكل مجالات مغناطيسية أو موجات راديو.
حتى لو كانت الطاقة المطبقة من الخارج صغيرة، إذا اختلطت مع موجات الراديو المستخدمة للبث والاتصالات، فإنها يمكن أن تسبب فقدان الاستقبال، أو ضوضاء غير طبيعية في الصوت، أو انقطاع الفيديو. إذا كانت الطاقة قوية جدًا، فيمكن أن تسبب ذلك تلف المعدات الإلكترونية.
تشمل المصادر الضوضاء الطبيعية (على سبيل المثال، التفريغ الكهروستاتيكي، والإضاءة، والمصادر الأخرى) والضوضاء التي من صنع الإنسان (على سبيل المثال، ضوضاء التلامس، وتسرب المعدات التي تستخدم الترددات العالية، والانبعاثات غير المرغوب فيها، وما إلى ذلك). عادةً ما تكون ضوضاء EMI/RFI هي ضوضاء الوضع الشائع لذا فإن الحل هو استخدام مرشح EMI لإزالة الترددات العالية غير المرغوب فيها، إما كجهاز منفصل أو مدمج في لوحة الدائرة.
مرشحات EMI تتكون مرشحات EMI عادة من مكونات سلبية، مثل المكثفات والمحاثات، التي يتم توصيلها لتشكيل دائرة.
"تسمح المحاثات بمرور التيار المستمر أو التيار المنخفض التردد أثناء منع التيارات عالية التردد غير المرغوب فيها."توفر المكثفات مسارًا منخفض المقاومة لتحويل الضوضاء عالية التردد من مدخلات الفلتر إلى توصيل الطاقة أو الأرض،" كما قال كريستوف كامبريلين من شركة المكثفات Johanson Dielectrics.EMI، وهي شركة تصنع سيراميك متعدد الطبقات.
تشتمل طرق الترشيح التقليدية ذات الوضع الشائع على مرشحات الترددات المنخفضة التي تستخدم المكثفات التي تمرر الإشارات بترددات أقل من تردد القطع المحدد وتخفف الإشارات ذات الترددات الأعلى من تردد القطع.
تتمثل نقطة البداية الشائعة في تطبيق زوج من المكثفات في تكوين تفاضلي، مع مكثف واحد بين كل أثر للمدخل التفاضلي والأرض. تعمل المرشحات السعوية في كل ساق على تحويل EMI/RFI إلى الأرض فوق تردد القطع المحدد. نظرًا لأن هذا التكوين يتضمن بإرسال إشارات ذات مراحل متقابلة عبر السلكين، يتم تحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء بينما يتم إرسال الضوضاء غير المرغوب فيها إلى الأرض.
وقال كامبريلين: "لسوء الحظ، يمكن أن تختلف قيمة السعة لـ MLCCs مع العوازل الكهربائية X7R (التي تستخدم عادة لهذه الوظيفة) بشكل كبير مع الوقت والجهد الكهربي ودرجة الحرارة".
"لذا، على الرغم من أن مكثفين متطابقان بشكل وثيق في وقت معين في درجة حرارة الغرفة بجهد منخفض، فمن المرجح أن ينتهي بهما الأمر بقيم مختلفة تمامًا بمجرد تغير الوقت أو الجهد أو درجة الحرارة.سيؤدي هذا التناقض بين مطابقة السلكين إلى استجابات غير متساوية بالقرب من قطع الفلتر.ولذلك، فإنه يحول ضوضاء الوضع المشترك إلى ضوضاء تفاضلية.
الحل الآخر هو توصيل مكثف "X" ذو قيمة كبيرة بين المكثفين "Y". توفر التحويلة السعوية "X" توازنًا مثاليًا للوضع المشترك، ولكن لها أيضًا تأثير جانبي غير مرغوب فيه لتصفية الإشارة التفاضلية. ربما يكون الحل الأكثر شيوعًا والبديل لمرشح التمرير المنخفض هو وضع الاختناق الشائع.
خنق الوضع الشائع هو محول 1:1 حيث يعمل كلا الملفين كملفين أولي وثانوي. في هذه الطريقة، يؤدي التيار عبر أحد الملفات إلى حث تيار معاكس في الملف الآخر. ولسوء الحظ، فإن خنق الوضع الشائع أيضًا ثقيل ومكلف وقابل للتأثر إلى الفشل الناجم عن الاهتزاز.
ومع ذلك، فإن خنق الوضع الشائع المناسب مع التطابق التام والاقتران بين اللفات يكون شفافًا للإشارات التفاضلية وله مقاومة عالية لضوضاء الوضع الشائع. أحد عيوب اختناقات الوضع الشائع هو نطاق التردد المحدود بسبب السعة الطفيلية. بالنسبة لمادة أساسية معينة كلما زادت الحث المستخدم للحصول على ترشيح منخفض التردد، كلما زادت اللفات المطلوبة، مما يؤدي إلى سعات طفيلية لا يمكنها اجتياز ترشيح عالي التردد.
يؤدي عدم التطابق بين اللفات بسبب تفاوتات التصنيع الميكانيكي إلى تبديل الوضع، حيث يتم تحويل جزء من طاقة الإشارة إلى ضوضاء الوضع الشائع والعكس. يمكن أن يسبب هذا الوضع مشاكل في التوافق الكهرومغناطيسي والمناعة. كما يقلل عدم التطابق من الحث الفعال لكل ساق.
بغض النظر، تتمتع ملفات خنق الوضع الشائع بمزايا كبيرة مقارنة بالخيارات الأخرى عندما تعمل الإشارة التفاضلية (المرور عبر) في نفس نطاق التردد مثل ضوضاء الوضع الشائع التي يجب رفضها. باستخدام ملف خنق الوضع الشائع، يمكن تمديد نطاق تمرير الإشارة إلى نطاق رفض الوضع المشترك
مرشحات EMI متجانسة على الرغم من أن ملفات الوضع الشائع شائعة، يمكن أيضًا استخدام مرشحات EMI متجانسة. عند وضعها بشكل صحيح، توفر هذه المكونات الخزفية متعددة الطبقات رفضًا ممتازًا لضوضاء الوضع المشترك. فهي تجمع بين اثنين من مكثفات التحويل المتوازنة في حزمة واحدة لإلغاء الحث المتبادل والحماية تستخدم هذه المرشحات مسارين كهربائيين منفصلين ضمن جهاز واحد متصل بأربعة توصيلات خارجية.
لتجنب الارتباك، تجدر الإشارة إلى أن مرشحات EMI المتجانسة ليست مكثفات تغذية تقليدية. على الرغم من أنها تبدو متشابهة (نفس التغليف والمظهر)، إلا أنها مختلفة تمامًا في التصميم، وليست متصلة بنفس الطريقة. مثل EMI الأخرى تعمل مرشحات EMI المتجانسة على تخفيف كل الطاقة فوق تردد القطع المحدد واختيار تمرير طاقة الإشارة المطلوبة فقط، مع تحويل الضوضاء غير المرغوب فيها إلى "الأرض".
ومع ذلك، فإن المفتاح هو الحث المنخفض للغاية والممانعة المطابقة. بالنسبة لمرشحات EMI المتجانسة، يتم توصيل المحطات داخليًا بقطب مرجعي مشترك (درع) داخل الجهاز، ويتم فصل اللوحات بواسطة القطب المرجعي. كهربائيًا، العقد الكهربائية الثلاثة تتكون من نصفين سعويين يشتركان في قطب مرجعي مشترك، وكلها موجودة داخل جسم سيراميكي واحد.
التوازن بين نصفي المكثف يعني أيضًا أن التأثيرات الكهرضغطية متساوية ومتعاكسة، مما يلغي بعضها البعض. وتؤثر هذه العلاقة أيضًا على تغيرات درجة الحرارة والجهد، وبالتالي فإن المكونات الموجودة على كلا الخطين تتقادم بشكل متساوٍ. إذا كان هناك جانب سلبي لهذه التداخلات الكهرومغناطيسية المتجانسة المشكلة في المرشحات هي أنها لن تعمل إذا كان ضجيج الوضع المشترك على نفس تردد الإشارة التفاضلية. وقال كامبريلين: "في هذه الحالة، يعد خنق الوضع المشترك حلاً أفضل".
تصفح أحدث إصدارات Design World وأرجع الإصدارات بتنسيق سهل الاستخدام وعالي الجودة. قم بالتحرير والمشاركة والتنزيل اليوم مع المجلة الهندسية الرائدة في مجال التصميم.
أفضل منتدى EE لحل المشكلات في العالم والذي يغطي وحدات التحكم الدقيقة، وDSP، والشبكات، والتصميم التناظري والرقمي، والترددات اللاسلكية، وإلكترونيات الطاقة، وتوجيه PCB، والمزيد
التبادل الهندسي هو مجتمع شبكي تعليمي عالمي للمهندسين. تواصل وشارك وتعلم الآن »
حقوق الطبع والنشر © 2022 WTWH Media LLC. جميع الحقوق محفوظة. لا يجوز إعادة إنتاج المواد الموجودة على هذا الموقع أو توزيعها أو نقلها أو تخزينها مؤقتًا أو استخدامها بأي شكل آخر دون الحصول على إذن كتابي مسبق من سياسة الخصوصية لـ WTWH Media |الإعلان |معلومات عنا