חֲדָשׁוֹת

למרות שהמשנקים במצב נפוץ פופולריים, אפשרות נוספת היא מסנן EMI מונוליטי. אם הפריסה סבירה, רכיבי קרמיקה רב-שכבתיים אלה יכולים לספק דיכוי רעשי מצב מצויין.
גורמים רבים מגבירים את כמות הפרעות ה"רעש" שעלולות להזיק או להפריע לתפקוד של מכשירים אלקטרוניים. המכונית של היום היא דוגמה טיפוסית. ברכב אפשר למצוא Wi-Fi, בלוטות', רדיו לווייני, מערכות GPS וזו רק ההתחלה. על מנת לנהל סוג זה של הפרעות רעש, התעשייה משתמשת בדרך כלל במיגון ובמסנני EMI כדי לחסל רעש לא רצוי. אבל עכשיו כמה פתרונות מסורתיים לביטול EMI/RFI כבר לא ישימים.
בעיה זו גרמה ליצרני OEM רבים להימנע מבחירות כגון דיפרנציאל של 2 קבלים, 3 קבלים (קבל X אחד ושני קבלים Y), מסנני הזנה, משנקים במצב רגיל או שילוב של אלה כדי להשיג פתרונות מתאימים יותר, כמו במונוליטי. מסנן EMI עם דיכוי רעשים טוב יותר באריזה קטנה יותר.
כאשר ציוד אלקטרוני קולט גלים אלקטרומגנטיים חזקים, זרמים לא רצויים עלולים להיווצר במעגל ולגרום לפעולה בלתי צפויה - או להפריע לפעולה המיועדת.
EMI/RFI יכול להיות בצורה של פליטות מועברות או מוקרנות. כאשר EMI מוליך, זה אומר שרעש מתפשט לאורך מוליכים חשמליים. כאשר רעש מתפשט באוויר בצורה של שדה מגנטי או גלי רדיו, מתרחש EMI מוקרן.
גם אם האנרגיה המופעלת מבחוץ קטנה, אם היא מעורבבת עם גלי רדיו המשמשים לשידור ותקשורת, היא תגרום לכשל קליטה, רעש קול לא נורמלי או הפרעות וידאו. אם האנרגיה חזקה מדי, הציוד האלקטרוני עלול להינזק.
המקורות כוללים רעש טבעי (כגון פריקה אלקטרוסטטית, תאורה ומקורות אחרים) ורעש מלאכותי (כגון רעשי מגע, שימוש בציוד דליפה בתדר גבוה, קרינה מזיקה וכו'). בדרך כלל, רעש EMI/RFI הוא רעש במצב נפוץ, ולכן הפתרון הוא להשתמש במסנני EMI כדי לחסל תדרים גבוהים לא רצויים כהתקן נפרד או מוטבע בלוח מעגלים.
מסנן EMI מסנן EMI מורכב בדרך כלל מרכיבים פסיביים, כגון קבלים ומשרנים, המחוברים ליצירת מעגל.
"משרנים מאפשרים לזרם DC או בתדר נמוך לעבור, תוך חסימת זרמים מזיקים לא רצויים בתדר גבוה. קבלים מספקים נתיב בעל עכבה נמוכה להעברת רעש בתדר גבוה מהכניסה של המסנן בחזרה לחיבור החשמל או ההארקה", אמר ג'והנסון דיאלקטריק, כריסטוף קמברלין, כי החברה מייצרת קבלים קרמיים רב-שכבתיים ומסנני EMI.
שיטות סינון מסורתיות במצב נפוץ כוללות מסננים במעבר נמוך המשתמשים בקבלים המעבירים אותות עם תדרים נמוכים מתדר חיתוך נבחר ומחלישים אותות עם תדרים גבוהים מתדר החיתוך.
נקודת מוצא נפוצה היא להחיל זוג קבלים בתצורה דיפרנציאלית, תוך שימוש בקבל בין כל עקבות לבין הארקה של הכניסה הדיפרנציאלית. מסנן הקבלים בכל ענף מעביר EMI/RFI לקרקע מעל תדר החיתוך שצוין. מכיוון שתצורה זו כוללת שליחת אותות של שלב הפוך דרך שני חוטים, היא משפרת את יחס האות לרעש תוך שליחת רעש לא רצוי לקרקע.
"למרבה הצער, ערך הקיבול של MLCCs עם דיאלקטרי X7R (בדרך כלל משמש לפונקציה זו) משתנה באופן משמעותי עם הזמן, מתח הטיה וטמפרטורה," אמר קמברלין.
"אז גם אם שני הקבלים הללו מתאימים באופן הדוק בטמפרטורת החדר ובמתח נמוך, בזמן נתון, ברגע שהזמן, המתח או הטמפרטורה ישתנו, סביר להניח שהם יסתיימו עם ערכים שונים מאוד. סוג זה של בין שני קווים אי התאמה יגרום לתגובות לא שוות ליד ניתוק המסנן. לכן, הוא ממיר רעש במצב משותף לרעש דיפרנציאלי."
פתרון נוסף הוא לגשר על קבל "X" בעל ערך גדול בין שני קבלי "Y". shunt הקבלים "X" יכול לספק את אפקט האיזון הנדרש במצב משותף, אך ייצור תופעות לוואי לא רצויות של סינון אותות דיפרנציאלי. אולי הפתרון והחלופה הנפוצים ביותר למסננים במעבר נמוך הם משנקים במצב נפוץ.
המשנק במצב נפוץ הוא שנאי 1:1 שבו שני הפיתולים פועלים כראשי ומשניים. בשיטה זו, הזרם העובר דרך פיתול אחד גורם לזרם ההפוך בפיתול השני. למרבה הצער, משנקים במצב נפוץ הם גם כבדים, יקרים ונוטים לכשל שנגרם על ידי רטט.
עם זאת, משנק משותף מתאים עם התאמה וצימוד מושלם בין הפיתולים הוא שקוף לאותות דיפרנציאליים ובעל עכבה גבוהה לרעש במצב משותף. חסרון אחד של משנקים במצב נפוץ הוא טווח התדרים המוגבל הנגרם על ידי קיבול טפילי. עבור חומר ליבה נתון, ככל שההשראות המשמשת להשגת סינון בתדר נמוך יותר, כך מספר הסיבובים הנדרש גדול יותר והקיבול הטפילי שמגיע איתו, מה שהופך את הסינון בתדר גבוה ללא יעיל.
אי התאמה בסובלנות ייצור מכאנית בין פיתולים עלולה לגרום להמרת מצב, שבה חלק מאנרגיית האות מומרת לרעש מצב משותף, ולהיפך. מצב זה יגרום לבעיות תאימות אלקטרומגנטית וחסינות. חוסר ההתאמה גם מפחית את השראות האפקטיבית של כל רגל.
בכל מקרה, כאשר האות הדיפרנציאלי (מעבר) עובד באותו טווח תדרים כמו רעש ה-common mode שיש לדכא, ל-common mode יש יתרון משמעותי על פני אפשרויות אחרות. באמצעות משנקים במצב משותף, ניתן להרחיב את פס מעבר האות לפס הפסקת המצב המשותף.
מסנני EMI מונוליטיים למרות שהמשנקים במצב נפוץ הם פופולריים, אפשרות נוספת היא מסנני EMI מונוליטיים. אם הפריסה סבירה, רכיבי קרמיקה רב-שכבתיים אלה יכולים לספק דיכוי רעשי מצב מצויין. הם משלבים שני קבלים מקבילים מאוזנים בחבילה אחת, שיש לה אפקטים של ביטול השראות והשפעות מיגון הדדיות. מסננים אלה משתמשים בשני נתיבים חשמליים עצמאיים במכשיר יחיד המחובר לארבעה חיבורים חיצוניים.
כדי למנוע בלבול, יש לציין כי מסנן EMI המונוליטי אינו קבל הזנה מסורתי. למרות שהם נראים זהים (אותה חבילה ומראה), העיצובים שלהם שונים למדי, וגם שיטות החיבור שלהם שונות. כמו מסנני EMI אחרים, מסנן EMI חד-שבב מחליש את כל האנרגיה מעל תדר החיתוך שצוין, ובוחר רק את אנרגיית האות הנדרשת למעבר, תוך העברת רעש לא רצוי ל"קרקע".
עם זאת, המפתח הוא השראות נמוכה מאוד ועכבה מותאמת. עבור מסנן EMI מונוליטי, המסוף מחובר באופן פנימי לאלקטרודת הייחוס (המגן) המשותפת במכשיר, והלוח מופרד על ידי אלקטרודת הייחוס. במונחים של חשמל סטטי, שלושת הצמתים החשמליים נוצרים על ידי שני חצאים קיבוליים, החולקים אלקטרודת ייחוס משותפת, כל אלקטרודות הייחוס כלולות בגוף קרמי יחיד.
האיזון בין שני חצאי הקבל אומר גם שהאפקטים הפיאזואלקטריים שווים והפוכים, מבטלים זה את זה. קשר זה משפיע גם על שינויים בטמפרטורה ובמתח, כך שלרכיבים בשני הקווים יש אותה דרגת הזדקנות. אם למסנני EMI מונוליטיים אלה יש חסרון, לא ניתן להשתמש בהם אם רעש המצב המשותף הוא זהה לתדר כמו האות ההפרש. "במקרה זה, משנק במצב נפוץ הוא פתרון טוב יותר", אמר קמברלין.
עיין בגיליון האחרון של עולם העיצוב ובגליונות קודמים בפורמט קל לשימוש ואיכותי. ערוך, שתף והורד מיד עם מגזינים מובילים להנדסת עיצוב.
פורום EE לפתרון בעיות המוביל בעולם, המכסה מיקרו-בקרים, DSP, רשתות, עיצוב אנלוגי ודיגיטלי, RF, אלקטרוניקת כוח, חיווט PCB וכו'.
הנדסה Exchange היא קהילה חינוכית עולמית מקוונת למהנדסים. התחבר, שתף ולמד היום »
זכויות יוצרים © 2021 WTWH Media LLC. כֹּל הַזְכוּיוֹת שְׁמוּרוֹת. ללא אישור מראש ובכתב של WTWH Media Privacy Policy |, אין להעתיק, להפיץ, לשדר, לאחסן במטמון את החומרים באתר זה. פרסום | אודותינו