如何解決快速數(shù)字轉(zhuǎn)換的電流數(shù)百兆赫茲的諧波

變壓器耦合到數(shù)字系統(tǒng)的非屏蔽雙絞線(xiàn)電纜很容易充當(dāng)輻射天線(xiàn)，不是因?yàn)殡娎|承載的差分模擬信號(hào)，而是因?yàn)楣材?a href="http://www.wenjunhu.com/tags/電流/" target="_blank">電流由系統(tǒng)數(shù)字部分的不需要的雜散耦合引起。來(lái)自快速數(shù)字轉(zhuǎn)換的這些電流包含數(shù)百兆赫茲的諧波，對(duì)于必須使系統(tǒng)符合輻射發(fā)射限值的設(shè)計(jì)工程師來(lái)說(shuō)，這可能是一場(chǎng)噩夢(mèng)。

如果耦合變壓器有一個(gè)中心抽頭電纜連接到的繞組，你可以使用這個(gè)水龍頭來(lái)降低電纜上這些令人討厭的共模電流的水平。將分接頭連接到安靜的大地接地提供了一條路徑，可以將這些電流無(wú)害地分流到地面，然后它們可以潛入電纜并輻射出來(lái)（圖1）。連接中的電容器提供相同的RF接地功能，但如果電纜的遠(yuǎn)端也連接到以地為參考的變壓器繞組，則對(duì)任何60 Hz的接地回路電流都具有高阻抗。這個(gè)電容應(yīng)該只有幾百皮法，在變壓器抽頭和良好的接地之間必須有短引線(xiàn)和電路走線(xiàn)，并且必須具有足夠高的額定電壓，以承受終端市場(chǎng)所需的高壓瞬變。

該技術(shù)的工作原理如下：變壓器繞組的兩端相對(duì)于地平衡;也就是說(shuō)，繞組在每個(gè)發(fā)送的數(shù)據(jù)符號(hào)上以相等的幅度推動(dòng)和拉動(dòng)但極性相反。變壓器的中心是繞組平衡的“樞軸”。因此，該樞軸點(diǎn)相對(duì)于地面是中性的;實(shí)際的接地連接對(duì)差分信息信號(hào)沒(méi)有影響。

如果共模信號(hào)對(duì)兩個(gè)導(dǎo)體都有影響，則繞組兩端產(chǎn)生的電流既往向于中心抽頭，又遠(yuǎn)離中心抽頭。同一階段。該流動(dòng)導(dǎo)致繞組的兩半之間的磁消除，并且所得到的電感非常低，僅導(dǎo)致殘余漏電感。通過(guò)這種方式，兩個(gè)導(dǎo)體都具有到地面的低阻抗路徑，而不會(huì)影響所需的差分信號(hào)。請(qǐng)注意，使用RC網(wǎng)絡(luò)對(duì)每個(gè)導(dǎo)體進(jìn)行濾波也可提供低阻抗接地路徑;不幸的是，這種濾波器還會(huì)破壞高比特率應(yīng)用中的差分信號(hào)。

圖1中的技術(shù)也有助于降低外部場(chǎng)引起的共模電流的敏感性;不需要的電流無(wú)害地通過(guò)變壓器繞組的每一半并相互抵消。繞組電容 - 共模電壓可能影響變壓器耦合接收器輸入的常用機(jī)制 - 不太重要，因?yàn)閮蓚€(gè)導(dǎo)體都具有低阻抗接地路徑，導(dǎo)致每個(gè)導(dǎo)體上的共模電壓最小。

除了中心抽頭陷阱之外，使用共模扼流圈會(huì)產(chǎn)生真正的共模殺手。這兩種技術(shù)相互補(bǔ)充，在頑固的情況下將兩者結(jié)合使用會(huì)很有幫助。如圖1所示，您可以將共模扼流圈（實(shí)際上是側(cè)面的變壓器）與電纜對(duì)齊，最好是在電纜離開(kāi)（理想情況下）屏蔽外殼之前的某一點(diǎn)，以避免雜散噪聲拾取在扼流圈后的電纜上。在共模扼流圈中發(fā)生類(lèi)似但相反的磁魔法，其必須呈現(xiàn)高串聯(lián)阻抗而不是共模電流的低并聯(lián)阻抗。繞組匝數(shù)比為1比1，并且極性使得來(lái)自差分信號(hào)的磁場(chǎng)現(xiàn)在抵消，導(dǎo)致除了漏電感之外的幾乎零衰減。另一方面，共模電流會(huì)導(dǎo)致磁性添加，從而導(dǎo)致高阻抗并降低不需要的電流水平。

您也可以通過(guò)滑動(dòng)大型鐵氧體套管來(lái)制作共模扼流圈雙絞線(xiàn)的兩個(gè)導(dǎo)體或通過(guò)纏繞一對(duì)或多圈雙絞線(xiàn)穿過(guò)一個(gè)大的環(huán)形“甜甜圈”。許多鐵氧體供應(yīng)商為此目的制造這些套管和環(huán)形線(xiàn)圈。此外，數(shù)據(jù)通信變壓器供應(yīng)商也可以輕松獲得更傳統(tǒng)的類(lèi)似變壓器結(jié)構(gòu)的均衡共模扼流圈。