Nozioni di base sulla compatibilità elettromagnetica: modo comune e rumore differenziale

Nov 20, 2023

Come breve promemoria,correnti differenzialifluiscono in direzioni opposte attraverso il percorso di origine e di ritorno, mentrecorrenti di modo comunefluiscono nella stessa direzione attraverso il percorso di sorgente e di ritorno, completando il circuito attraverso il percorso di terra.

Come fai a sapere se hai a che fare conrumore di modo comuneOrumore differenziale ? Questa è una domanda comune a cui è necessario rispondere.

Ecco un trucco veloce per andare nella giusta direzione. Anche se non è accurato al 100%, aiuta ad avviare il processo.

Immagina un medico che ti prescrive antibiotici senza sapere se hai un'infezione batterica o un virus. Lo fa sapendo che se hai un'infezione batterica, il farmaco funzionerà e il problema sarà risolto. Se il farmaco non funziona, almeno sa che ha a che fare con un virus e ti tratterà di conseguenza.

Quindi, nel nostro caso, puoi semplicemente applicare aferrite a morsetto su un cavo, ricordando che entrambe le linee (Vcc e terra) saranno presenti in quel cavo. Se il rumore viene ridotto (o l'immunità aumenta), allora si tratta di un problema di modo comune. Se non c'è alcun effetto, è un problema di modalità differenziale.

Pertanto, a livello di scheda, se si tratta di un problema di modo comune, è possibile utilizzare un'induttanza di modo comune. Se il problema riguarda la modalità differenziale, è possibile utilizzare un chip di ferrite.

Le ferriti clamp-on sono generalmente realizzate con due diversi tipi di materiali: zinco manganese (MnZn) e zinco nichel (NiZn).

Zinco-nichelpuò essere utilizzato in situazioni con rumore condotto o irradiato ad alte frequenze.Zinco manganeseviene utilizzato principalmente per il rumore conduttivo a frequenze più basse perché la sua maggiore permeabilità fornisce maggiore impedenza.

Questa immagine fornisce una linea guida su quale materiale utilizzare a seconda della situazione. Naturalmente ci sono delle eccezioni, ma questo è ciò che riteniamo tipico.

Qui abbiamo una rappresentazione visiva di come funziona uno starter di modo comune.

Le frecce rosse rappresentano asegnale differenziale entrando. Questo è un segnale utile. Crea un campo magnetico all'interno del nucleo che va in una direzione, secondo la regola della mano destra.

Il segnale differenziale ritorna quindi alla sorgente, che crea un altro campo magnetico, secondo la regola della mano destra. Questi due campi si annulleranno a vicenda nel core.

Anche il rumore di modo comune crea un flusso magnetico all'interno del nucleo, ma questa volta entrambi i segnali di rumore sono nella stessa direzione, come mostrato qui dalle frecce nere che provocano la somma dei campi magnetici. Il nucleo risponderà con alta impedenza al rumore indesiderato.

Qualcosa da tenere a mente quando si utilizza un filtro di modo comune è che ci sarà un'impedenza differenziale che potrebbe farloattenuare il segnale utile. Come mostrato nel grafico della Figura 6, la linea blu rappresenta l'impedenza di modo comune e la linea tratteggiata rossa mostra l'impedenza differenziale.

Ciò significa che se il segnale è a 100 MHz, utilizzando questa soluzione di modo comune, si verificherà un'attenuazione involontaria del segnale dall'impedenza differenziale.

Ecco un esempio specifico. La linea blu rappresenta l'impedenza di modo comune e la linea rossa tratteggiata mostra l'impedenza di modo differenziale. Il segnale utile è indicato dalla linea nera spessa proprio a 4 MHz.

Questo sta facendo buon uso delle induttanze di modo comune, con un'alta impedenza di modo comune proprio a quei 4 MHz e una bassa impedenza di modo differenziale.

Pertanto l'impatto sul rumore è elevato e l'impatto sul segnale utile è ridotto al minimo. Durante la lettura delle schede tecniche, controllare sia l'impedenza di modo comune che l'impedenza di modo differenziale per quella parte.

Esistono due tipi di avvolgimenti utilizzati in uno starter di modo comune: sezionale e bifilare.