मोनोलिथिक ईएमआई फिल्टर का उपयोग कर सामान्य मोड शोर फ़िल्टरिंग

हालांकि सामान्य मोड चोक लोकप्रिय हैं, एक विकल्प एक अखंड ईएमआई फ़िल्टर हो सकता है। जब ठीक से रखा जाता है, तो ये बहुपरत सिरेमिक घटक उत्कृष्ट सामान्य-मोड शोर अस्वीकृति प्रदान करते हैं।
कई कारक "शोर" हस्तक्षेप की मात्रा को बढ़ाते हैं जो इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की कार्यक्षमता को नुकसान पहुंचा सकते हैं या बाधित कर सकते हैं। आज की कारें एक प्रमुख उदाहरण हैं। एक कार में, आपको वाई-फाई, ब्लूटूथ, सैटेलाइट रेडियो, जीपीएस सिस्टम और यह केवल शुरुआत है। इस शोर हस्तक्षेप को प्रबंधित करने के लिए, अवांछित शोर को खत्म करने के लिए उद्योग आमतौर पर शील्डिंग और ईएमआई फ़िल्टर का उपयोग करता है। लेकिन ईएमआई/आरएफआई को खत्म करने के लिए कुछ पारंपरिक समाधान अब पर्याप्त नहीं हैं।
यह समस्या कई ओईएम को 2-कैपेसिटर डिफरेंशियल, 3-कैपेसिटर (एक एक्स कैपेसिटर और 2 वाई कैपेसिटर), फीडथ्रू फिल्टर, कॉमन मोड चोक या अधिक उपयुक्त समाधान के लिए इनके संयोजन का उपयोग करने से बचने के लिए प्रेरित करती है, जैसे कि मोनोलिथिक ईएमआई फिल्टर। एक छोटे पैकेज में बेहतर शोर अस्वीकृति।
जब इलेक्ट्रॉनिक उपकरण मजबूत विद्युत चुम्बकीय तरंगें प्राप्त करते हैं, तो अवांछित धाराएं सर्किट में प्रेरित हो सकती हैं और अनपेक्षित संचालन का कारण बन सकती हैं - या इच्छित संचालन में हस्तक्षेप कर सकती हैं।
ईएमआई/आरएफआई आयोजित या विकिरणित उत्सर्जन के रूप में हो सकता है। जब ईएमआई आयोजित किया जाता है, तो इसका मतलब है कि शोर विद्युत कंडक्टरों के साथ यात्रा करता है। रेडिएटेड ईएमआई तब होता है जब शोर चुंबकीय क्षेत्र या रेडियो तरंगों के रूप में हवा के माध्यम से यात्रा करता है।
यहां तक ​​​​कि अगर बाहर से लागू ऊर्जा छोटी है, अगर यह प्रसारण और संचार के लिए उपयोग की जाने वाली रेडियो तरंगों के साथ मिल जाती है, तो यह रिसेप्शन की हानि, ध्वनि में असामान्य शोर या वीडियो में बाधा उत्पन्न कर सकती है। यदि ऊर्जा बहुत मजबूत है, तो यह हो सकती है इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को नुकसान।
स्रोतों में प्राकृतिक शोर (जैसे, इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज, प्रकाश और अन्य स्रोत) और मानव निर्मित शोर (जैसे, संपर्क शोर, उच्च आवृत्तियों का उपयोग करने वाले उपकरण लीक करना, अवांछित उत्सर्जन, आदि) शामिल हैं। आमतौर पर, ईएमआई / RFI शोर सामान्य मोड शोर है। , इसलिए समाधान अवांछित उच्च आवृत्तियों को हटाने के लिए ईएमआई फ़िल्टर का उपयोग करना है, या तो एक अलग डिवाइस के रूप में या सर्किट बोर्ड में एम्बेडेड।
ईएमआई फ़िल्टर ईएमआई फ़िल्टर में आमतौर पर निष्क्रिय घटक होते हैं, जैसे कैपेसिटर और इंडक्टर्स, जो एक सर्किट बनाने के लिए जुड़े होते हैं।
“अवांछित, अवांछित उच्च-आवृत्ति धाराओं को अवरुद्ध करते हुए इंडक्टर्स डीसी या कम-आवृत्ति वर्तमान को पारित करने की अनुमति देते हैं।कैपेसिटर फ़िल्टर के इनपुट से पावर या ग्राउंड कनेक्शन में उच्च आवृत्ति शोर को हटाने के लिए कम-प्रतिबाधा पथ प्रदान करते हैं, "एक मल्टीलेयर सिरेमिक बनाती है, कैपेसिटर कंपनी जोहानसन डाइइलेक्ट्रिक्स.ईएमआई फ़िल्टर के क्रिस्टोफ़ कैम्ब्रेलिन ने कहा।
पारंपरिक सामान्य-मोड फ़िल्टरिंग विधियों में कैपेसिटर का उपयोग करके कम-पास फ़िल्टर शामिल होते हैं जो एक चयनित कटऑफ़ आवृत्ति के नीचे आवृत्तियों के साथ सिग्नल पास करते हैं और कटऑफ़ आवृत्ति के ऊपर आवृत्तियों के साथ संकेतों को क्षीण करते हैं।
अंतर इनपुट और ग्राउंड के प्रत्येक ट्रेस के बीच एक कैपेसिटर के साथ, एक अंतर कॉन्फ़िगरेशन में कैपेसिटर की एक जोड़ी को लागू करने के लिए एक सामान्य प्रारंभिक बिंदु है। प्रत्येक चरण में कैपेसिटिव फिल्टर EMI/RFI को निर्दिष्ट कटऑफ आवृत्ति से ऊपर ग्राउंड करने के लिए डायवर्ट करते हैं। चूंकि इस कॉन्फ़िगरेशन में शामिल है दो तारों पर विपरीत चरणों के संकेतों को भेजने से सिग्नल-टू-शोर अनुपात में सुधार होता है जबकि अवांछित शोर को जमीन पर भेजा जाता है।
"दुर्भाग्य से, X7R डाइलेक्ट्रिक्स (आमतौर पर इस फ़ंक्शन के लिए उपयोग किया जाता है) के साथ MLCCs का समाई मूल्य समय, पूर्वाग्रह वोल्टेज और तापमान के साथ महत्वपूर्ण रूप से भिन्न हो सकता है," कैम्ब्रेलिन ने कहा।
"भले ही दो कैपेसिटर कम वोल्टेज पर कमरे के तापमान पर एक निश्चित समय पर बारीकी से मेल खाते हों, लेकिन समय, वोल्टेज या तापमान में बदलाव के बाद वे बहुत अलग मूल्यों के साथ समाप्त होने की संभावना रखते हैं।दो तारों के बीच इस बेमेल के परिणामस्वरूप फिल्टर कटऑफ के पास असमान प्रतिक्रियाएं होंगी।इसलिए, यह कॉमन-मोड नॉइज़ को डिफरेंशियल नॉइज़ में बदल देता है।”
एक और समाधान दो "वाई" कैपेसिटर के बीच एक बड़े मूल्य "एक्स" कैपेसिटर को पुल करना है। "एक्स" कैपेसिटिव शंट आदर्श सामान्य-मोड संतुलन प्रदान करता है, लेकिन अंतर सिग्नल फ़िल्टरिंग का अवांछित साइड इफेक्ट भी होता है। शायद सबसे आम समाधान और एक कम पास फ़िल्टर का विकल्प एक सामान्य मोड चोक है।
एक सामान्य मोड चोक एक 1: 1 ट्रांसफॉर्मर है जिसमें दोनों वाइंडिंग प्राथमिक और द्वितीयक के रूप में कार्य करती हैं। इस पद्धति में, एक वाइंडिंग के माध्यम से करंट दूसरी वाइंडिंग में विपरीत धारा को प्रेरित करता है। दुर्भाग्य से, सामान्य मोड चोक भी भारी, महंगे और अतिसंवेदनशील होते हैं। कंपन-प्रेरित विफलता के लिए।
बहरहाल, वाइंडिंग के बीच सही मिलान और युग्मन के साथ एक उपयुक्त सामान्य मोड चोक अंतर संकेतों के लिए पारदर्शी है और सामान्य मोड शोर के लिए उच्च प्रतिबाधा है। सामान्य मोड चोक का एक नुकसान परजीवी समाई के कारण सीमित आवृत्ति रेंज है। किसी दिए गए मूल सामग्री के लिए , कम आवृत्ति फ़िल्टरिंग प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाने वाला अधिष्ठापन जितना अधिक होता है, उतने अधिक घुमावों की आवश्यकता होती है, जिसके परिणामस्वरूप परजीवी समाई होती है जो उच्च आवृत्ति फ़िल्टरिंग पास नहीं कर सकती है।
मैकेनिकल मैन्युफैक्चरिंग टॉलरेंस के कारण वाइंडिंग्स के बीच बेमेल मोड स्विचिंग का कारण बनता है, जहां सिग्नल एनर्जी का एक हिस्सा सामान्य मोड शोर में बदल जाता है और इसके विपरीत। यह स्थिति विद्युत चुम्बकीय संगतता और प्रतिरक्षा मुद्दों का कारण बन सकती है। बेमेल प्रत्येक पैर के प्रभावी अधिष्ठापन को भी कम करता है।
किसी भी मामले में, सामान्य मोड चोक अन्य विकल्पों पर महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करते हैं जब डिफरेंशियल सिग्नल (पास) समान आवृत्ति रेंज में सामान्य मोड शोर के रूप में संचालित होता है जिसे अस्वीकार कर दिया जाना चाहिए। एक सामान्य मोड चोक का उपयोग करके, सिग्नल पासबैंड को बढ़ाया जा सकता है। सामान्य मोड अस्वीकृति बैंड के लिए।
मोनोलिथिक ईएमआई फिल्टर हालांकि सामान्य मोड चोक लोकप्रिय हैं, मोनोलिथिक ईएमआई फिल्टर का भी उपयोग किया जा सकता है। जब ठीक से रखा जाता है, तो ये बहुपरत सिरेमिक घटक उत्कृष्ट सामान्य-मोड शोर अस्वीकृति प्रदान करते हैं। वे पारस्परिक अधिष्ठापन रद्दीकरण और परिरक्षण के लिए एक पैकेज में दो संतुलित शंट कैपेसिटर को जोड़ते हैं। .ये फिल्टर चार बाहरी कनेक्शनों से जुड़े एक उपकरण के भीतर दो अलग-अलग विद्युत पथों का उपयोग करते हैं।
भ्रम से बचने के लिए, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि अखंड ईएमआई फिल्टर पारंपरिक फीडथ्रू कैपेसिटर नहीं हैं। हालांकि वे समान दिखते हैं (समान पैकेजिंग और उपस्थिति), वे डिजाइन में बहुत अलग हैं, और वे उसी तरह से जुड़े नहीं हैं। अन्य ईएमआई की तरह फिल्टर, अखंड ईएमआई फिल्टर निर्दिष्ट कटऑफ आवृत्ति से ऊपर की सभी ऊर्जा को क्षीण करते हैं और अवांछित शोर को "जमीन" पर मोड़ते हुए केवल वांछित सिग्नल ऊर्जा को पारित करने के लिए चुनते हैं।
हालांकि, कुंजी बहुत कम अधिष्ठापन और मिलान प्रतिबाधा है। मोनोलिथिक ईएमआई फिल्टर के लिए, टर्मिनल आंतरिक रूप से डिवाइस के भीतर एक सामान्य संदर्भ (शील्ड) इलेक्ट्रोड से जुड़े होते हैं, और प्लेट्स को संदर्भ इलेक्ट्रोड द्वारा अलग किया जाता है। इलेक्ट्रोस्टैटिक रूप से, तीन विद्युत नोड्स दो कैपेसिटिव हिस्सों से बनते हैं जो एक सामान्य संदर्भ इलेक्ट्रोड साझा करते हैं, सभी एक सिरेमिक बॉडी के भीतर समाहित होते हैं।
संधारित्र के दो हिस्सों के बीच संतुलन का अर्थ यह भी है कि पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव बराबर और विपरीत हैं, एक दूसरे को रद्द कर देते हैं। यह संबंध तापमान और वोल्टेज भिन्नता को भी प्रभावित करता है, इसलिए दोनों लाइनों पर घटक समान रूप से उम्र लेते हैं। यदि इन मोनोलिथिक ईएमआई के लिए एक नकारात्मक पहलू है फ़िल्टर, यह है कि वे काम नहीं करेंगे यदि सामान्य-मोड शोर अंतर संकेत के समान आवृत्ति पर है। "इस मामले में, एक सामान्य-मोड चोक एक बेहतर समाधान है," कैम्ब्रेलिन ने कहा।
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