คุณเคยประสบกับสถานการณ์ที่น่าหงุดหงิดใจหรือไม่ เมื่อวงจรที่คุณออกแบบอย่างพิถีพิถันไม่เป็นไปตามความคาดหวังด้านประสิทธิภาพ ถูกรบกวนด้วยสัญญาณรบกวนที่ไม่สามารถอธิบายได้? ตัวการอาจเป็นสัญญาณรบกวน - นักฆ่าเงียบที่แฝงตัวอยู่ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ค่อยๆ ประนีประนอมเสถียรภาพและความน่าเชื่อถือของระบบ วันนี้ เราจะมาสำรวจศัตรูของสัญญาณรบกวนทางอิเล็กทรอนิกส์: เทคนิคการลดทอนสัญญาณรบกวนโหมดดิฟเฟอเรนเชียลและโหมดทั่วไป ซึ่งสามารถปลดปล่อยอุปกรณ์ของคุณจากการรบกวนเหล่านี้ได้
สัญญาณรบกวนสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทหลักตามวิธีการนำไฟฟ้า: สัญญาณรบกวนโหมดดิฟเฟอเรนเชียลและสัญญาณรบกวนโหมดทั่วไป การทำความเข้าใจลักษณะเฉพาะของสัญญาณรบกวนเหล่านี้เป็นขั้นตอนแรกสู่การลดทอนสัญญาณรบกวนอย่างมีประสิทธิภาพ
ลองนึกภาพสายสัญญาณ (VCC) และสายดิน (GND) เป็นกองกำลังตรงข้ามกัน สัญญาณรบกวนโหมดดิฟเฟอเรนเชียลแสดงถึง "สงครามกลางเมือง" ของพวกมัน โดยแพร่กระจายในทิศทางตรงกันข้ามตามสายเหล่านี้ สัญญาณรบกวนนี้ส่วนใหญ่มาจากกิจกรรมการสลับวงจรภายในและการเปลี่ยนแปลงโหลด - โดยพื้นฐานแล้วคือ "ไฟฟ้าสถิต" ที่สร้างขึ้นเองบนสายสัญญาณ
วิธีการลดทอน: การกำจัดแบบเจาะจง
กลยุทธ์ที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในการต่อต้านสัญญาณรบกวนโหมดดิฟเฟอเรนเชียลเกี่ยวข้องกับการติดตั้งตัวกรองที่ "ปลายร้อน" (VCC) ของสายสัญญาณหรือสายไฟ ทำหน้าที่เหมือนหูฟังตัดเสียงรบกวน โดยเฉพาะอย่างยิ่งการกรองสัญญาณรบกวนที่แพร่กระจายย้อนกลับ วิธีการทั่วไป ได้แก่:
ต่างจากสัญญาณรบกวนดิฟเฟอเรนเชียล สัญญาณรบกวนโหมดทั่วไปทำงานเป็นการโจมตีแบบประสานงาน โดยส่งผลกระทบต่อทุกสายพร้อมกันในทิศทางเดียวกัน ในสายไฟ AC จะปรากฏบนสายไฟที่มีกระแสไฟฟ้าและสายกลาง ในสายสัญญาณ จะปรากฏในตัวนำทั้งหมด สัญญาณรบกวนนี้มักเกิดจากการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าภายนอกหรือปัญหาลูปกราวด์
วิธีการลดทอน: การป้องกันที่ครอบคลุม
การต่อสู้กับสัญญาณรบกวนโหมดทั่วไปต้องใช้วิธีการหลายด้าน โดยติดตั้งตัวกรองการลดทอน EMI บนสายที่เสี่ยงทั้งหมด:
นวัตกรรมหลักของตัวเหนี่ยวนำอยู่ที่โครงสร้าง: สายสัญญาณหรือสายไฟพันรอบแกนเฟอร์ไรต์ที่ใช้ร่วมกัน กระแสไฟดิฟเฟอเรนเชียล (สัญญาณ) สร้างสนามแม่เหล็กตรงข้ามที่ยกเลิกกัน ในขณะที่กระแสไฟโหมดทั่วไป (สัญญาณรบกวน) สร้างสนามเสริมที่สร้างอิมพีแดนซ์จำนวนมาก
กระแสไฟดิฟเฟอเรนเชียล: ไหลอย่างไม่ติดขัดเหมือนผ่านสายไฟธรรมดา
กระแสไฟโหมดทั่วไป: เผชิญกับความต้านทานอย่างมาก ลดทอนได้อย่างมีประสิทธิภาพ
เมื่อเทียบกับตัวเหนี่ยวนำแบบแยกหลายตัว Common Mode Chokes มีข้อเสนอ:
Common Mode Chokes พบการใช้งานในระบบอิเล็กทรอนิกส์:
การติดตั้งตัวเหนี่ยวนำที่อินพุตไฟ DC จะลดทอนสัญญาณรบกวนโหมดทั่วไปได้อย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อรวมกับตัวเก็บประจุแบบสามขั้วและเฟอร์ไรต์บีด จะช่วยลดทอนสัญญาณรบกวนโหมดดิฟเฟอเรนเชียลได้อย่างครอบคลุม
ตัวเหนี่ยวนำระยะเอาต์พุตช่วยปรับปรุงความคมชัดของวิดีโอโดยไม่มีการบิดเบือนสัญญาณเนื่องจากมีผลกระทบน้อยที่สุดต่อสัญญาณดิฟเฟอเรนเชียล
การรวมตัวเหนี่ยวนำกับตัวเก็บประจุ Y จะสร้างการลดทอนสัญญาณรบกวนโหมดทั่วไปที่มีประสิทธิภาพ ในขณะที่ตัวเก็บประจุ X จะจัดการกับสัญญาณรบกวนดิฟเฟอเรนเชียล
ในขณะที่สัญญาณรบกวนทางอิเล็กทรอนิกส์ยังคงเป็นความท้าทายที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ เทคนิคการลดทอนที่เหมาะสมสามารถลดผลกระทบต่อประสิทธิภาพของอุปกรณ์ได้อย่างมาก Common Mode Chokes ทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบสำคัญในการต่อสู้กับสัญญาณรบกวนอย่างต่อเนื่องนี้ การควบคุมหลักการ เกณฑ์การคัดเลือก และวิธีการใช้งานช่วยให้นักวิศวกรสามารถสร้างระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่เงียบกว่าและเชื่อถือได้มากขึ้น
คุณเคยประสบกับสถานการณ์ที่น่าหงุดหงิดใจหรือไม่ เมื่อวงจรที่คุณออกแบบอย่างพิถีพิถันไม่เป็นไปตามความคาดหวังด้านประสิทธิภาพ ถูกรบกวนด้วยสัญญาณรบกวนที่ไม่สามารถอธิบายได้? ตัวการอาจเป็นสัญญาณรบกวน - นักฆ่าเงียบที่แฝงตัวอยู่ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ค่อยๆ ประนีประนอมเสถียรภาพและความน่าเชื่อถือของระบบ วันนี้ เราจะมาสำรวจศัตรูของสัญญาณรบกวนทางอิเล็กทรอนิกส์: เทคนิคการลดทอนสัญญาณรบกวนโหมดดิฟเฟอเรนเชียลและโหมดทั่วไป ซึ่งสามารถปลดปล่อยอุปกรณ์ของคุณจากการรบกวนเหล่านี้ได้
สัญญาณรบกวนสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทหลักตามวิธีการนำไฟฟ้า: สัญญาณรบกวนโหมดดิฟเฟอเรนเชียลและสัญญาณรบกวนโหมดทั่วไป การทำความเข้าใจลักษณะเฉพาะของสัญญาณรบกวนเหล่านี้เป็นขั้นตอนแรกสู่การลดทอนสัญญาณรบกวนอย่างมีประสิทธิภาพ
ลองนึกภาพสายสัญญาณ (VCC) และสายดิน (GND) เป็นกองกำลังตรงข้ามกัน สัญญาณรบกวนโหมดดิฟเฟอเรนเชียลแสดงถึง "สงครามกลางเมือง" ของพวกมัน โดยแพร่กระจายในทิศทางตรงกันข้ามตามสายเหล่านี้ สัญญาณรบกวนนี้ส่วนใหญ่มาจากกิจกรรมการสลับวงจรภายในและการเปลี่ยนแปลงโหลด - โดยพื้นฐานแล้วคือ "ไฟฟ้าสถิต" ที่สร้างขึ้นเองบนสายสัญญาณ
วิธีการลดทอน: การกำจัดแบบเจาะจง
กลยุทธ์ที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในการต่อต้านสัญญาณรบกวนโหมดดิฟเฟอเรนเชียลเกี่ยวข้องกับการติดตั้งตัวกรองที่ "ปลายร้อน" (VCC) ของสายสัญญาณหรือสายไฟ ทำหน้าที่เหมือนหูฟังตัดเสียงรบกวน โดยเฉพาะอย่างยิ่งการกรองสัญญาณรบกวนที่แพร่กระจายย้อนกลับ วิธีการทั่วไป ได้แก่:
ต่างจากสัญญาณรบกวนดิฟเฟอเรนเชียล สัญญาณรบกวนโหมดทั่วไปทำงานเป็นการโจมตีแบบประสานงาน โดยส่งผลกระทบต่อทุกสายพร้อมกันในทิศทางเดียวกัน ในสายไฟ AC จะปรากฏบนสายไฟที่มีกระแสไฟฟ้าและสายกลาง ในสายสัญญาณ จะปรากฏในตัวนำทั้งหมด สัญญาณรบกวนนี้มักเกิดจากการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าภายนอกหรือปัญหาลูปกราวด์
วิธีการลดทอน: การป้องกันที่ครอบคลุม
การต่อสู้กับสัญญาณรบกวนโหมดทั่วไปต้องใช้วิธีการหลายด้าน โดยติดตั้งตัวกรองการลดทอน EMI บนสายที่เสี่ยงทั้งหมด:
นวัตกรรมหลักของตัวเหนี่ยวนำอยู่ที่โครงสร้าง: สายสัญญาณหรือสายไฟพันรอบแกนเฟอร์ไรต์ที่ใช้ร่วมกัน กระแสไฟดิฟเฟอเรนเชียล (สัญญาณ) สร้างสนามแม่เหล็กตรงข้ามที่ยกเลิกกัน ในขณะที่กระแสไฟโหมดทั่วไป (สัญญาณรบกวน) สร้างสนามเสริมที่สร้างอิมพีแดนซ์จำนวนมาก
กระแสไฟดิฟเฟอเรนเชียล: ไหลอย่างไม่ติดขัดเหมือนผ่านสายไฟธรรมดา
กระแสไฟโหมดทั่วไป: เผชิญกับความต้านทานอย่างมาก ลดทอนได้อย่างมีประสิทธิภาพ
เมื่อเทียบกับตัวเหนี่ยวนำแบบแยกหลายตัว Common Mode Chokes มีข้อเสนอ:
Common Mode Chokes พบการใช้งานในระบบอิเล็กทรอนิกส์:
การติดตั้งตัวเหนี่ยวนำที่อินพุตไฟ DC จะลดทอนสัญญาณรบกวนโหมดทั่วไปได้อย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อรวมกับตัวเก็บประจุแบบสามขั้วและเฟอร์ไรต์บีด จะช่วยลดทอนสัญญาณรบกวนโหมดดิฟเฟอเรนเชียลได้อย่างครอบคลุม
ตัวเหนี่ยวนำระยะเอาต์พุตช่วยปรับปรุงความคมชัดของวิดีโอโดยไม่มีการบิดเบือนสัญญาณเนื่องจากมีผลกระทบน้อยที่สุดต่อสัญญาณดิฟเฟอเรนเชียล
การรวมตัวเหนี่ยวนำกับตัวเก็บประจุ Y จะสร้างการลดทอนสัญญาณรบกวนโหมดทั่วไปที่มีประสิทธิภาพ ในขณะที่ตัวเก็บประจุ X จะจัดการกับสัญญาณรบกวนดิฟเฟอเรนเชียล
ในขณะที่สัญญาณรบกวนทางอิเล็กทรอนิกส์ยังคงเป็นความท้าทายที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ เทคนิคการลดทอนที่เหมาะสมสามารถลดผลกระทบต่อประสิทธิภาพของอุปกรณ์ได้อย่างมาก Common Mode Chokes ทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบสำคัญในการต่อสู้กับสัญญาณรบกวนอย่างต่อเนื่องนี้ การควบคุมหลักการ เกณฑ์การคัดเลือก และวิธีการใช้งานช่วยให้นักวิศวกรสามารถสร้างระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่เงียบกว่าและเชื่อถือได้มากขึ้น
