berita

Meskipun mode umum tersedak sangat populer, kemungkinan lainnya adalah filter EMI monolitik. Jika tata letaknya masuk akal, komponen keramik multilapis ini dapat memberikan peredam bising mode umum yang sangat baik.
Banyak faktor yang meningkatkan jumlah gangguan “kebisingan” yang dapat merusak atau mengganggu fungsi perangkat elektronik. Mobil masa kini adalah contoh tipikalnya. Di dalam mobil, Anda dapat menemukan Wi-Fi, Bluetooth, radio satelit, sistem GPS, dan ini hanyalah permulaan. Untuk mengatasi gangguan kebisingan semacam ini, industri biasanya menggunakan pelindung dan filter EMI untuk menghilangkan kebisingan yang tidak diinginkan. Namun kini beberapa solusi tradisional untuk menghilangkan EMI/RFI tidak lagi dapat diterapkan.
Masalah ini menyebabkan banyak OEM menghindari pilihan seperti diferensial 2 kapasitor, 3 kapasitor (satu kapasitor X dan dua kapasitor Y), filter feedthrough, common mode choke, atau kombinasi semuanya untuk mendapatkan solusi yang lebih sesuai. Misalnya, pada filter EMI Monolitik dengan peredam bising yang lebih baik dalam paket yang lebih kecil.
Ketika peralatan elektronik menerima gelombang elektromagnetik yang kuat, arus yang tidak diinginkan dapat terjadi di sirkuit dan menyebabkan pengoperasian yang tidak terduga-atau mengganggu pengoperasian yang dimaksudkan.
EMI/RFI dapat berupa emisi konduksi atau radiasi. Ketika EMI dilakukan, berarti kebisingan merambat sepanjang konduktor listrik. Ketika kebisingan disebarkan di udara dalam bentuk medan magnet atau gelombang radio, terjadilah EMI yang terpancar.
Sekalipun energi yang diberikan dari luar kecil, namun jika tercampur dengan gelombang radio yang digunakan untuk penyiaran dan komunikasi, akan menyebabkan kegagalan penerimaan, kebisingan suara yang tidak normal, atau gangguan video. Jika energinya terlalu kuat, peralatan elektronik bisa rusak.
Sumbernya mencakup kebisingan alami (seperti pelepasan muatan listrik statis, penerangan, dan sumber lainnya) dan kebisingan buatan (seperti kebisingan kontak, penggunaan peralatan kebocoran frekuensi tinggi, radiasi berbahaya, dll.). Secara umum, derau EMI/RFI adalah derau mode umum, jadi solusinya adalah menggunakan filter EMI untuk menghilangkan frekuensi tinggi yang tidak diinginkan sebagai perangkat terpisah atau tertanam di papan sirkuit.
Filter EMI Filter EMI biasanya tersusun dari komponen pasif seperti kapasitor dan induktor yang dihubungkan membentuk suatu rangkaian.
“Induktor memungkinkan arus DC atau arus frekuensi rendah mengalir, sekaligus memblokir arus frekuensi tinggi berbahaya yang tidak diinginkan. Kapasitor menyediakan jalur impedansi rendah untuk mentransfer kebisingan frekuensi tinggi dari masukan filter kembali ke daya atau sambungan ground,” kata Johanson Dielektrik Christophe Cambrelin mengatakan perusahaan membuat kapasitor keramik multilayer dan filter EMI.
Metode pemfilteran mode umum tradisional mencakup filter low-pass menggunakan kapasitor yang melewatkan sinyal dengan frekuensi lebih rendah dari frekuensi cutoff yang dipilih dan melemahkan sinyal dengan frekuensi lebih tinggi dari frekuensi cutoff.
Titik awal yang umum adalah dengan menerapkan sepasang kapasitor dalam konfigurasi diferensial, menggunakan kapasitor antara setiap jejak dan ground masukan diferensial. Filter kapasitor di setiap cabang mentransfer EMI/RFI ke ground di atas frekuensi cutoff yang ditentukan. Karena konfigurasi ini melibatkan pengiriman sinyal dengan fase berlawanan melalui dua kabel, konfigurasi ini meningkatkan rasio sinyal terhadap kebisingan sekaligus mengirimkan kebisingan yang tidak diinginkan ke tanah.
“Sayangnya, nilai kapasitansi MLCC dengan dielektrik X7R (biasanya digunakan untuk fungsi ini) bervariasi secara signifikan terhadap waktu, tegangan bias, dan suhu,” kata Cambrelin.
“Jadi meskipun kedua kapasitor ini dipasangkan pada suhu ruangan dan tegangan rendah, pada waktu tertentu, setelah waktu, tegangan, atau suhu berubah, kemungkinan besar keduanya akan menghasilkan nilai yang sangat berbeda. Ketidakcocokan antara dua garis seperti ini akan menyebabkan respons yang tidak setara di dekat batas filter. Oleh karena itu, ia mengubah derau mode umum menjadi derau diferensial.”
Solusi lain adalah dengan menjembatani kapasitor “X” bernilai besar antara dua kapasitor “Y”. Shunt kapasitor “X” dapat memberikan efek penyeimbangan mode umum yang diperlukan, namun akan menghasilkan efek samping penyaringan sinyal diferensial yang tidak diinginkan. Mungkin solusi dan alternatif yang paling umum untuk filter low-pass adalah mode umum tersedak.
Mode umum tersedak adalah trafo 1:1 yang kedua belitannya berperan sebagai primer dan sekunder. Dalam metode ini, arus yang melewati salah satu belitan menginduksi arus yang berlawanan pada belitan lainnya. Sayangnya, tersedak mode umum juga berat, mahal, dan rentan terhadap kegagalan akibat getaran.
Namun demikian, tersedak mode umum yang sesuai dengan pencocokan sempurna dan kopling antar belitan bersifat transparan terhadap sinyal diferensial dan memiliki impedansi tinggi terhadap kebisingan mode umum. Salah satu kelemahan dari common mode choke adalah terbatasnya rentang frekuensi yang disebabkan oleh kapasitansi parasit. Untuk bahan inti tertentu, semakin tinggi induktansi yang digunakan untuk mendapatkan penyaringan frekuensi rendah, semakin besar jumlah putaran yang diperlukan dan kapasitansi parasit yang menyertainya, sehingga penyaringan frekuensi tinggi menjadi tidak efektif.
Ketidaksesuaian dalam toleransi manufaktur mekanis antar belitan dapat menyebabkan konversi mode, di mana sebagian energi sinyal diubah menjadi derau mode umum, dan sebaliknya. Situasi ini akan menyebabkan masalah kompatibilitas dan kekebalan elektromagnetik. Ketidakcocokan juga mengurangi induktansi efektif masing-masing kaki.
Bagaimanapun, ketika sinyal diferensial (pass) bekerja dalam rentang frekuensi yang sama dengan kebisingan mode umum yang harus ditekan, tersedak mode umum memang memiliki keunggulan yang signifikan dibandingkan opsi lainnya. Dengan menggunakan tersedak mode umum, pita sandi sinyal dapat diperluas ke pita penghenti mode umum.
Filter EMI monolitik Meskipun mode umum tersedak sangat populer, kemungkinan lainnya adalah filter EMI monolitik. Jika tata letaknya masuk akal, komponen keramik multilapis ini dapat memberikan peredam bising mode umum yang sangat baik. Mereka menggabungkan dua kapasitor paralel seimbang dalam satu paket, yang memiliki efek pembatalan dan pelindung induktansi timbal balik. Filter ini menggunakan dua jalur listrik independen dalam satu perangkat yang terhubung ke empat sambungan eksternal.
Untuk mencegah kebingungan, perlu diperhatikan bahwa filter EMI monolitik bukanlah kapasitor feedthrough tradisional. Meskipun terlihat sama (kemasan dan tampilan sama), desainnya sangat berbeda, dan metode koneksinya juga berbeda. Seperti filter EMI lainnya, filter EMI monolitik melemahkan semua energi di atas frekuensi cut-off yang ditentukan, dan hanya memilih energi sinyal yang diperlukan untuk dilewati, sekaligus mentransfer noise yang tidak diinginkan ke “ground”.
Namun, kuncinya adalah induktansi yang sangat rendah dan impedansi yang sesuai. Untuk filter EMI monolitik, terminal dihubungkan secara internal ke elektroda referensi umum (pelindung) pada perangkat, dan papan dipisahkan oleh elektroda referensi. Dalam hal listrik statis, tiga simpul listrik dibentuk oleh dua bagian kapasitif, yang berbagi elektroda referensi yang sama, semua elektroda referensi terkandung dalam satu badan keramik.
Keseimbangan antara dua bagian kapasitor juga berarti bahwa efek piezoelektrik adalah sama dan berlawanan, sehingga saling meniadakan. Hubungan ini juga mempengaruhi perubahan suhu dan tegangan, sehingga komponen pada kedua saluran mempunyai derajat penuaan yang sama. Jika filter EMI monolitik ini memiliki kelemahan, filter tersebut tidak dapat digunakan jika noise mode umum memiliki frekuensi yang sama dengan sinyal diferensial. “Dalam hal ini, common mode choke adalah solusi yang lebih baik,” kata Cambrelin.
Jelajahi edisi terbaru Design World dan edisi sebelumnya dalam format berkualitas tinggi yang mudah digunakan. Edit, bagikan, dan unduh segera dengan majalah teknik desain terkemuka.
Forum EE pemecahan masalah teratas di dunia, yang mencakup mikrokontroler, DSP, jaringan, desain analog dan digital, RF, elektronika daya, kabel PCB, dll.
Engineering Exchange adalah komunitas online pendidikan global untuk para insinyur. Terhubung, berbagi, dan belajar hari ini »
Hak Cipta © 2021 WTWH Media LLC. semua hak dilindungi undang-undang. Tanpa izin tertulis sebelumnya dari Kebijakan Privasi Media WTWH |, materi di situs web ini tidak boleh disalin, didistribusikan, ditransmisikan, disimpan dalam cache, atau digunakan dengan cara lain. Periklanan | Tentang Kami