01、無(wú)屏蔽對(duì)絞線(UTP)中的差模干擾

對(duì)于純差模信號(hào)而言,它在一對(duì)導(dǎo)線上電流以相反方向傳送,如果這一對(duì)導(dǎo)線纏繞是均勻的,這些相反的電流會(huì)產(chǎn)生大小相等、反向極化的磁場(chǎng),互相抵消。
02、無(wú)屏蔽對(duì)絞線(UTP)中的共模干擾
共模電流在兩根導(dǎo)線上是以相同方向流動(dòng),并經(jīng)過(guò)寄生電容CP到地返回,產(chǎn)生大小相等極化方向相對(duì)的磁場(chǎng),互相疊加。共模電流在導(dǎo)線上產(chǎn)生電磁場(chǎng),形成天線發(fā)射。
UTP網(wǎng)線傳輸模型,主要分三部分:
信號(hào)對(duì)兩線間的差模干擾:相反電流互相抵消,低EMI問(wèn)題。差分信號(hào)對(duì)之間的差模/共?;旌闲盘?hào):與真正的共模信號(hào)不同,它的傳輸也在兩對(duì)差分線纜內(nèi)部,所以也不是影響EMI的主要因素。差分信號(hào)與環(huán)境間的共模干擾,主要的EMI源:傳輸發(fā)生在線纜和周圍環(huán)境間,最容易引起EMI問(wèn)題,所以網(wǎng)絡(luò)變壓器的主要作用就是抑制這部分噪聲傳輸。
04、網(wǎng)絡(luò)變壓器干擾耦路徑分析
理想中心抽頭的變壓器,所有共模電流通過(guò)抽頭返回源。而實(shí)際變壓器都是非理想的,實(shí)際網(wǎng)絡(luò)變壓器模型如下圖所示:
共模干擾產(chǎn)生原因分析:
共模干擾產(chǎn)生的原因如下:中心抽頭的不平衡、串?dāng)_、非理想?yún)⒖济?、初次?jí)線圈間電容。
05、網(wǎng)絡(luò)信號(hào)中的共模噪聲
是EMI噪聲產(chǎn)生的直接原因,共模干擾產(chǎn)生的原因主要有:不平衡(阻抗、幅值、相位、)、串?dāng)_、非理想?yún)⒖计矫妫ǖ仉娢徊?、參考不完整)?/span>
共模噪聲耦合路徑中的影響因素分析
根據(jù)共模噪聲干擾耦合路徑簡(jiǎn)圖可知,選擇合適濾波頻段的共模電感,對(duì)共模噪聲的衰減至關(guān)重要;其次是降低網(wǎng)絡(luò)變壓器原副邊的寄生電容,降低網(wǎng)絡(luò)變壓器的寄生電感。最后降低PCB布線寄生電感,以及耦合電容參數(shù)的設(shè)計(jì)。
共模電感的影響
共模電感的阻抗,通過(guò)對(duì)共模電流提供高阻抗抑制EMI,設(shè)計(jì)目的是獲得最大的LCMC和RCMC。共模電感的分布電容,減弱共模電感的高頻性能??梢酝ㄟ^(guò)減小線圈間的重合減小容值,特別是整個(gè)線圈兩端之間的距離。靠近傳導(dǎo)的結(jié)構(gòu)也會(huì)明顯影響這個(gè)電容的容值。
網(wǎng)絡(luò)變壓器中心抽頭的影響
不平衡的中心抽頭(PHY側(cè)):用△L1來(lái)描述線圈兩邊的不平衡。對(duì)于理想變壓器,中心抽頭在線圈的中間, △L1 =0。中心抽頭不平衡產(chǎn)生的兩個(gè)影響:一是△L1隨著頻率增加阻抗增加,限制了通過(guò)中心抽頭減小共模電流的作用;二是對(duì)于差分信號(hào)產(chǎn)生不平衡的影響,引起差模-共模以及共模-差模轉(zhuǎn)換,這會(huì)增加輻射發(fā)射和敏感度。
中心抽頭連接電感L1增加中心抽頭連接阻抗,主要決定于PCB布線情況。不會(huì)在中心抽頭處產(chǎn)生信號(hào)間轉(zhuǎn)換,但明顯降低100MHz以上的共模抑制性能??梢酝ㄟ^(guò)調(diào)整中心抽頭電容參數(shù)來(lái)改善EMI性能:假設(shè)PCB布線寄生電感+中心抽頭電感是10nH,如果容值用0.1uF,與10nH串聯(lián)電感在5MHz發(fā)生諧振。在諧振頻率以上,中心抽頭連接的阻抗主要體現(xiàn)為感性。使用不同的中心抽頭電容可以獲得不同的諧振頻率,但最好保證感值L最小。
網(wǎng)絡(luò)變壓器原副邊寄生電容的影響
初次級(jí)線圈間電容,為了消弱變壓器的共模傳輸性能,應(yīng)該盡可能減小此電容容值。但不幸的是,在EMC所關(guān)心的頻率范圍內(nèi),很難保證此容值足夠小而提供有效地共模抑制。
Bob Smith電路的影響
差模/共模端接電阻:75ohm的端接電阻是混合差模/共模信號(hào)的端接,也增加了線纜側(cè)中心抽頭連接處的阻抗。高壓電容:四個(gè)端接電阻共用一個(gè)高壓電容,高耐壓的需求限制了固定封裝下容值的可選范圍,典型應(yīng)用的電容是1nF/2000V的陶瓷電容。
高壓電容連接到噪聲源點(diǎn)會(huì)增加線纜的共模電流,惡化輻射發(fā)射。參考平面如果不是理想的0V,高頻共模電流會(huì)繞過(guò)共模電感流到外部線纜上,引起嚴(yán)重的輻射發(fā)射問(wèn)題。