أخبار

على الرغم من أن الوضع الشائع للاختناقات شائع، إلا أن هناك احتمالًا آخر وهو مرشح EMI متجانس. إذا كان التصميم معقولًا، فيمكن لهذه المكونات الخزفية متعددة الطبقات أن توفر عزلًا ممتازًا للضوضاء في الوضع الشائع.
هناك العديد من العوامل التي تزيد من مقدار تداخل "الضوضاء" الذي يمكن أن يلحق الضرر أو يتداخل مع وظائف الأجهزة الإلكترونية. سيارة اليوم هي مثال نموذجي. في السيارة، يمكنك العثور على شبكة Wi-Fi، وBluetooth، وراديو الأقمار الصناعية، وأنظمة تحديد المواقع، وهذه مجرد البداية. من أجل إدارة هذا النوع من تداخل الضوضاء، تستخدم الصناعة عادةً التدريع ومرشحات EMI للتخلص من الضوضاء غير المرغوب فيها. ولكن الآن بعض الحلول التقليدية للتخلص من EMI/RFI لم تعد قابلة للتطبيق.
تسببت هذه المشكلة في تجنب العديد من مصنعي المعدات الأصلية اختيارات مثل 2 مكثف تفاضلي، أو 3 مكثف (مكثف X واحد ومكثفان Y)، أو مرشحات التغذية، أو اختناقات الوضع المشترك أو مزيج من هذه للحصول على حلول أكثر ملاءمة، كما هو الحال في Monolithic مرشح EMI مع قمع أفضل للضوضاء في حزمة أصغر.
عندما تتلقى المعدات الإلكترونية موجات كهرومغناطيسية قوية، قد يتم تحفيز تيارات غير مرغوب فيها في الدائرة وتتسبب في تشغيل غير متوقع - أو تتداخل مع التشغيل المقصود.
يمكن أن تكون EMI/RFI على شكل انبعاثات موصلة أو مشعة. عند إجراء EMI، فهذا يعني أن الضوضاء تنتشر على طول الموصلات الكهربائية. عندما تنتشر الضوضاء في الهواء على شكل مجال مغناطيسي أو موجات راديو، يحدث التداخل الكهرومغناطيسي المشع.
حتى لو كانت الطاقة المطبقة من الخارج صغيرة، إذا اختلطت مع موجات الراديو المستخدمة للبث والاتصالات، فسوف تتسبب في فشل الاستقبال، أو ضوضاء صوتية غير طبيعية، أو انقطاع الفيديو. إذا كانت الطاقة قوية جدًا، فقد تتعرض المعدات الإلكترونية للتلف.
تشمل المصادر الضوضاء الطبيعية (مثل التفريغ الكهروستاتيكي والإضاءة والمصادر الأخرى) والضوضاء الاصطناعية (مثل ضوضاء التلامس واستخدام معدات التسرب عالية التردد والإشعاع الضار وما إلى ذلك). بشكل عام، تعد ضوضاء EMI/RFI ضوضاء شائعة في الوضع، لذا فإن الحل هو استخدام مرشحات EMI للتخلص من الترددات العالية غير المرغوب فيها كجهاز منفصل أو مضمن في لوحة الدائرة.
مرشح EMI يتكون مرشح EMI عادة من مكونات سلبية، مثل المكثفات والمحاثات، والتي يتم توصيلها لتشكل دائرة.
"تسمح المحاثات بمرور التيار المستمر أو التيار المنخفض التردد، بينما تمنع التيارات الضارة عالية التردد غير المرغوب فيها. وقال كريستوف كامبريلين، من شركة Johanson Dielectrics، إن المكثفات توفر مسارًا منخفض المقاومة لنقل الضوضاء عالية التردد من مدخل الفلتر إلى مصدر الطاقة أو الاتصال الأرضي.
تشتمل طرق الترشيح ذات الوضع الشائع التقليدية على مرشحات الترددات المنخفضة باستخدام المكثفات التي تمرر الإشارات بترددات أقل من تردد القطع المحدد وتخفف الإشارات بترددات أعلى من تردد القطع.
نقطة البداية الشائعة هي تطبيق زوج من المكثفات في تكوين تفاضلي، باستخدام مكثف بين كل أثر وأرضية الإدخال التفاضلي. يقوم مرشح المكثف في كل فرع بنقل EMI/RFI إلى الأرض فوق تردد القطع المحدد. وبما أن هذا التكوين يتضمن إرسال إشارات ذات طور معاكس عبر سلكين، فإنه يحسن نسبة الإشارة إلى الضوضاء بينما يرسل ضوضاء غير مرغوب فيها إلى الأرض.
وقال كامبريلين: "لسوء الحظ، فإن قيمة السعة لـ MLCCs مع المواد العازلة X7R (التي تستخدم عادة لهذه الوظيفة) تختلف بشكل كبير مع الوقت، والجهد الكهربي، ودرجة الحرارة".
"لذلك، حتى لو كان هذين المكثفين متطابقين بشكل وثيق في درجة حرارة الغرفة والجهد المنخفض، في وقت معين، بمجرد تغير الوقت أو الجهد أو درجة الحرارة، فمن المرجح أن ينتهي بهم الأمر بقيم مختلفة تمامًا. سيؤدي هذا النوع من عدم التطابق بين سطرين إلى استجابات غير متساوية بالقرب من قطع الفلتر. ولذلك، فإنه يحول ضوضاء الوضع المشترك إلى ضوضاء تفاضلية.
الحل الآخر هو توصيل مكثف ذو قيمة كبيرة "X" بين المكثفين "Y". يمكن أن توفر تحويلة المكثف "X" تأثير موازنة الوضع الشائع المطلوب، ولكنها ستؤدي إلى آثار جانبية غير مرغوب فيها لتصفية الإشارة التفاضلية. ربما يكون الحل الأكثر شيوعًا والبديل لمرشحات الترددات المنخفضة هو الوضع الشائع للاختناقات.
إن خنق الوضع الشائع هو محول 1:1 حيث يعمل كلا الملفين كملفين أولي وثانوي. في هذه الطريقة، يؤدي التيار المار عبر أحد الملفات إلى تحريض تيار معاكس في الملف الآخر. لسوء الحظ، تعتبر ملفات الاختناق الشائعة أيضًا ثقيلة ومكلفة وعرضة للفشل الناتج عن الاهتزاز.
ومع ذلك، فإن خنق الوضع المشترك المناسب مع المطابقة التامة والاقتران بين اللفات يكون شفافًا للإشارات التفاضلية وله مقاومة عالية لضوضاء الوضع المشترك. أحد عيوب الوضع الشائع للاختناقات هو نطاق التردد المحدود الناتج عن السعة الطفيلية. بالنسبة لمادة أساسية معينة، كلما زادت الحث المستخدم للحصول على ترشيح منخفض التردد، زاد عدد اللفات المطلوبة والسعة الطفيلية التي تأتي معها، مما يجعل الترشيح عالي التردد غير فعال.
يمكن أن يؤدي عدم التطابق في تفاوتات التصنيع الميكانيكي بين اللفات إلى تحويل الوضع، حيث يتم تحويل جزء من طاقة الإشارة إلى ضوضاء الوضع الشائع، والعكس صحيح. سيؤدي هذا الموقف إلى مشاكل في التوافق الكهرومغناطيسي والمناعة. يؤدي عدم التطابق أيضًا إلى تقليل الحث الفعال لكل ساق.
على أية حال، عندما تعمل الإشارة التفاضلية (التمرير) في نفس نطاق التردد مثل ضوضاء الوضع الشائع التي يجب كبتها، فإن خنق الوضع الشائع يتمتع بميزة كبيرة على الخيارات الأخرى. باستخدام اختناقات الوضع الشائع، يمكن تمديد نطاق تمرير الإشارة إلى نطاق إيقاف الوضع الشائع.
مرشحات EMI متجانسة على الرغم من أن الوضع الشائع للاختناقات شائع، هناك احتمال آخر وهو مرشحات EMI متجانسة. إذا كان التصميم معقولًا، فيمكن لهذه المكونات الخزفية متعددة الطبقات أن توفر عزلًا ممتازًا للضوضاء في الوضع الشائع. فهي تجمع بين اثنين من المكثفات المتوازية المتوازنة في حزمة واحدة، والتي لها تأثير إلغاء الحث المتبادل وتأثيرات التدريع. تستخدم هذه المرشحات مسارين كهربائيين مستقلين في جهاز واحد متصل بأربعة توصيلات خارجية.
لمنع الارتباك، تجدر الإشارة إلى أن مرشح EMI المتآلف ليس مكثفًا تقليديًا للتغذية. على الرغم من أنها تبدو متشابهة (نفس الحزمة والمظهر)، إلا أن تصميماتها مختلفة تمامًا، وطرق الاتصال الخاصة بها مختلفة أيضًا. مثل مرشحات EMI الأخرى، يقوم مرشح EMI أحادي الشريحة بتخفيف كل الطاقة فوق تردد القطع المحدد، ويختار فقط طاقة الإشارة المطلوبة للمرور، مع نقل الضوضاء غير المرغوب فيها إلى "الأرض".
ومع ذلك، فإن المفتاح هو الحث المنخفض للغاية والممانعة المتطابقة. بالنسبة لمرشح EMI متآلف، يتم توصيل الطرف داخليًا بالقطب المرجعي المشترك (التدريع) في الجهاز، ويتم فصل اللوحة بواسطة القطب المرجعي. فيما يتعلق بالكهرباء الساكنة، تتكون العقد الكهربائية الثلاث من نصفين سعويين، يشتركان في قطب كهربائي مرجعي مشترك، وجميع الأقطاب الكهربائية المرجعية موجودة في جسم سيراميكي واحد.
التوازن بين نصفي المكثف يعني أيضًا أن التأثيرات الكهرضغطية متساوية ومتعاكسة، مما يلغي بعضها البعض. وتؤثر هذه العلاقة أيضًا على التغيرات في درجة الحرارة والجهد، وبالتالي فإن المكونات الموجودة على الخطين لها نفس درجة التقادم. إذا كانت مرشحات EMI المتجانسة هذه لها عيوب، فلا يمكن استخدامها إذا كان ضجيج الوضع الشائع هو نفس تردد الإشارة التفاضلية. وقال كامبريلين: "في هذه الحالة، يعد الاختناق بالوضع الشائع حلاً أفضل".
تصفح العدد الأخير من Design World والإصدارات السابقة بتنسيق سهل الاستخدام وعالي الجودة. قم بالتحرير والمشاركة والتنزيل فورًا باستخدام مجلات هندسة التصميم الرائدة.
منتدى EE الأول في العالم لحل المشكلات، والذي يغطي وحدات التحكم الدقيقة، وDSP، والشبكات، والتصميم التناظري والرقمي، والترددات اللاسلكية، وإلكترونيات الطاقة، وأسلاك PCB، وما إلى ذلك.
إن Engineering Exchange هو مجتمع تعليمي عالمي عبر الإنترنت للمهندسين. تواصل وشارك وتعلم اليوم »
حقوق الطبع والنشر © 2021 WTWH Media LLC. جميع الحقوق محفوظة. بدون الحصول على إذن كتابي مسبق من سياسة خصوصية WTWH Media |، لا يجوز نسخ المواد الموجودة على هذا الموقع أو توزيعها أو نقلها أو تخزينها مؤقتًا أو استخدامها بأي شكل آخر. اعلان | معلومات عنا