فیلترهای سرکوب Epcos EMI. مثالی از سرکوب نویز در منابع تغذیه AC

سرکوبگر برای Р399А.

طی چند ماه گذشته، با گنجاندن روشنایی خیابان، به دلیل وجود تداخل شدید لامپ های DRL، کار روی هوا برای من تقریبا غیرممکن شده است. دستگاه من وارد نشده است، بلکه یک فرستنده گیرنده R399A است که به عنوان واحد پایه برای VHF استفاده می شود ("Hyacinth" به عنوان نوسانگر مرجع در سینت سایزرهای HF برای کنسول ها استفاده می شود). پس از رفتن به تعطیلات، تصمیم گرفتم به نحوی با مشکل پیش آمده مقابله کنم و در عرض یک هفته "سرکوب کننده نویز ضربه (PIP)" پیشنهادی طراحی شد.

نمودار شماتیک دستگاه در شکل 1 نشان داده شده است. PIP از دو گره تشکیل شده است: یک آشکارساز پیک و یک گره سرکوب کننده پالس. دستگاه بین میکسر دوم و IF روشن است (مسیر 215 کیلوهرتز).

مدار آشکارساز اوج با برخی تغییرات از مجله "Ham Radio, 2, 1973, W2EGH" قرض گرفته شد، به ویژه زنجیره های D1، R6، S1 و D2، R7، S2 اضافه شدند و مجموعه سرکوبگر مطابق با آن ساخته شد. مدار تضعیف کننده کنترل شده R16، C18، Q4، که معرفی آن، از جمله موارد دیگر، تا حدودی بهبود یافته است محدوده دینامیکیگیرنده AGC. استفاده از خطوط تاخیر رایج برای این دستگاه های LC هیچ مزیتی به همراه نداشت. احتمالاً به دلیل پهنای باند باریک آنها به دلیل IF کم و در نتیجه "کشش" پالس تداخل. کاربرد در ورودی آشکارساز پیک تقویت کننده باند پهندر ترانزیستور KT610A به دلیل نیاز به به دست آوردن سیگنال خروجی بدون تحریف با دامنه حداکثر 20 ولت و بر این اساس، حداقل تأثیر بر مدت زمان و شکل پالس نویز اولیه است. استفاده از AGC اضافی در تقویت کننده فقط عملکرد آن را بدتر کرد، اما معرفی زنجیره D2، R7 به طور خودکار عملکرد PIP را در حضور یک سیگنال مفید قدرتمند مسدود می کند (تا +60 دسی بل تست شده مطابق با سیگنال واقعیخارج از هوا در تقویت کامل R1). S1 - "سرکوب عمیق" به شما امکان می دهد حتی تداخل کوچک را فقط در زمانی که خیلی زیاد است از بین ببرید سطوح پایینسیگنال مفید (تست شده هنگام دریافت ایستگاه های EME در حالت JT65B)، با قدرت سیگنال S2 یا بیشتر، پاکت شناسایی شده روی سیگنال همپوشانی دارد. کیفیت رمزگشایی در حالت FSK441 هنوز واقعاً آزمایش نشده است.

طرح PIP هنوز در مرحله نهایی شدن است، اما، با این وجود، اکنون می تواند خدمات خوبی را برای کار واقعیبرای کسانی که به آن نیاز دارند پخش شود. هر گونه ویرایش و انتشاری که پارامترهای دستگاه را بهبود بخشد نیز مورد استقبال قرار می گیرد.

در منابع تغذیه سوئیچینگ، هنگام سوئیچینگ تداخل ایجاد می شود عناصر کلیدی. این تداخل بر روی کابل برق متصل به شبکه القا می شود جریان متناوب. بنابراین باید برای سرکوب آنها تدابیری اتخاذ شود.

راه حل معمولی فیلتر اصلی EMI برای منبع تغذیه سوئیچینگ

برای سرکوب تداخل نفوذی از طریق کابل برق به مدار اولیه از منبع پالسمنبع تغذیه، مدار نشان داده شده در شکل 9 استفاده می شود.

شکل 9 - جلوگیری از نفوذ نویز از طریق کابل

نویز حالت دیفرانسیل و رایج

دو نوع تداخل وجود دارد: حالت دیفرانسیل و حالت مشترک. جریان نویز دیفرانسیل القا شده بر روی هر دو سیم خط برق در جهت مخالف در آنها جریان دارد، همانطور که در شکل 10 نشان داده شده است. جریان حالت مشترک در همه خطوط در یک جهت جریان دارد، شکل 11 را ببینید.

شکل 10 - نویز دیفرانسیل

شکل 11 - نویز حالت مشترک

هدف عملکردی عناصر فیلتر شبکه

شکل‌های زیر نمونه‌هایی از استفاده از عناصر فیلتر و گرافیک‌های مختلف را نشان می‌دهد که تأثیر کاربرد آنها را نشان می‌دهد. نمودارهای نشان داده شده تغییر در شدت نویز دیفرانسیل و حالت مشترک منبع تغذیه سوئیچینگ را نسبت به سطح نویز صنعتی نشان می دهد. شکل 12 نمودارهای سیگنال را در غیاب فیلتر در ورودی منبع تغذیه سوئیچینگ نشان می دهد. همانطور که از نمودار مشخص است، سطح نویز حالت دیفرانسیل و معمولی بسیار بالا است. شکل 13 نمونه ای از استفاده از یک خازن X فیلتر کننده را نشان می دهد. نمودار کاهش قابل توجهی در سطح نویز دیفرانسیل را نشان می دهد.

شکل 14 نتایج را نشان می دهد اشتراک گذاریخازن های X و خازن Y. نمودار به وضوح سرکوب موثر حالت مشترک و نویز دیفرانسیل را نشان می دهد. استفاده از خازن‌های X و خازن‌های Y در ترکیب با یک چوک حالت مشترک (چوک حالت مشترک) در شکل 15 نشان داده شده است. نمودار کاهش بیشتر در سطح نویز حالت دیفرانسیل و معمول را نشان می‌دهد. این به این دلیل است که یک چوک حالت معمولی واقعی مقداری اندوکتانس دیفرانسیل دارد.

شکل 12 - بدون فیلتر

شکل 13 - استفاده از خازن X

شکل 14 - استفاده از یک خازن X و یک خازن Y

شکل 15 - با استفاده از یک خازن X، یک خازن Y و یک چوک حالت معمولی

نمونه ای از مهار تداخل در تلفن همراه

منابع تداخل تشعشعی

تداخل تولید شده توسط واحد پردازش سیگنال به واحد RF منتقل می شود که منجر به بدتر شدن قابل توجهی در حساسیت می شود. واحد پردازش سیگنال تلفن همراه، که معمولاً بر روی یک آی سی پردازش سیگنال باند پایه ساخته می شود، کنترل می کند سیگنال های مختلفمانند سیگنال صوتی و سیگنال LCD. آی سی پردازش سیگنال منبع تداخل قابل توجهی است زیرا روی آن کار می کند فرکانس بالاو تعداد زیادی از خطوط داده به آن متصل است. هنگامی که تداخل از طریق خطوط داده یا گذرگاه های برق/GND از واحد پردازش سیگنال به واحد RF عبور می کند، حساسیت آن کاهش می یابد، در نتیجه، نرخ خطای بیت (BER) افزایش می یابد.

قطعات برای سرکوب تداخل در تلفن های همراه

برای بهبود پارامتر BER (Bit Error Rate)، یعنی برای کاهش درصد بیت های اشتباه دریافتی، باید تداخل را از واحد پردازش سیگنال به واحد RF سرکوب کرد. برای انجام این کار، فیلترهای EMI را روی تمام اتوبوس های متصل کننده این بلوک ها نصب کنید. علاوه بر این، محافظت از واحد پردازش سیگنال نیز مهم است، زیرا سطح تداخل منتشر شده توسط آن در جدیدترین مدل هاتلفن های همراه به طور قابل توجهی افزایش یافته است.

تنظیم فیلترها در گذرگاه کنترل نمایشگر

گذرگاه کنترل LCD شامل بسیاری از خطوط انتقال سیگنال به طور همزمان است که باعث افزایش زیاد در آن می شود جریان ضربه ایجریان در زمین (GND) و مدارهای قدرت. بنابراین لازم است جریان عبوری از خطوط سیگنال محدود شود. به طور معمول، آرایه های مهره های تراشه فریت سری BLA31 و فیلترهای تراشه EMIFIL® سری NFA31G با یک مقاومت برای این مورد استفاده می شود. اگر به دلایل ساختاری استفاده از این قطعات امکان پذیر نباشد، باید از جذب کننده های EMC سری EA برای سرکوب تداخل عبوری از کابل انعطاف پذیر نمایشگر LCD استفاده شود.

بهبود سپر

به طور معمول، یک پوشش رسانا بر روی سطح داخلی محفظه پلاستیکی تلفن همراه اعمال می شود. با گسترش عملکرد تلفن همراه، سطح تداخل واحد پردازش سیگنال نیز افزایش می یابد. بنابراین، لازم است واحد پردازش سیگنال با همان دقت واحد RF محافظت شود. هنگام طراحی قاب گوشی موبایل، به منظور کاهش امپدانس در فرکانس بالا، باید سعی کرد که سطح تماس بین قطعات کیس تا حد امکان بزرگ باشد. برای بهبود محافظ، عناصر محافظ فلزی یا جاذب های EMC باید در صورت امکان در واحد پردازش سیگنال استفاده شود.

شوکوپلیاس بی.وی. «ساختارهای ریزپردازنده. راه حل های مهندسی.» مسکو، انتشارات رادیو، 1990. فصل 4

4.1. سرکوب تداخل در شبکه تامین اولیه

شکل موج ولتاژ ACمنبع تغذیه صنعتی (~ "220 ولت، 50 هرتز) برای دوره های زمانی کوتاه می تواند بسیار متفاوت از سینوسی باشد - موج یا "درج" ممکن است، کاهش دامنه یک یا چند نیم موج، و غیره. چنین اعوجاج هایی معمولاً با تغییر شدید بار شبکه همراه است، به عنوان مثال، هنگام روشن کردن یک موتور الکتریکی قدرتمند، کوره، دستگاه جوش. بنابراین، در صورت امکان، جداسازی از چنین منابع تداخلی باید از طریق شبکه انجام شود (شکل 4.1).

برنج. 4.1 گزینه های اتصال دستگاه دیجیتالبه شبکه تامین اولیه

علاوه بر این اقدام، ممکن است نیاز به معرفی باشد فیلتر شبکهدر ورودی برق دستگاه به منظور سرکوب تداخل کوتاه مدت. فرکانس رزونانس فیلتر می تواند در محدوده 0.1.5-300 مگاهرتز باشد. فیلترهای باند پهن، سرکوب تداخل را در کل محدوده مشخص شده فراهم می کنند.

شکل 4.2 نمونه ای از مدار فیلتر شبکه را نشان می دهد.این فیلتر دارای ابعاد 30X30X20 میلی متر است و مستقیماً بر روی بلوک ورودی شبکه به داخل دستگاه نصب می شود. فیلترها باید از خازن ها و سلف های فرکانس بالا یا بدون هسته یا با هسته های فرکانس بالا استفاده کنند.

در برخی موارد، معرفی یک سپر الکترواستاتیک (یک لوله آب معمولی متصل به محفظه منبع تغذیه زمین) برای قرار دادن سیم های شبکه تغذیه اولیه در داخل آن الزامی است. همانطور که اشاره شد، فرستنده موج کوتاه ناوگان تاکسیرانی، واقع در سمت مقابل خیابان، قادر است با جهت گیری نسبی خاصی، سیگنال هایی با دامنه چند صد ولت را بر روی یک قطعه سیم القا کند. سیم مشابهی که در یک محافظ الکترواستاتیک قرار می گیرد، به طور قابل اعتمادی از این نوع تداخل محافظت می شود.

برنج. 4.2. مثال مدار فیلتر شبکه

روش هایی را برای سرکوب تداخل شبکه به طور مستقیم در منبع تغذیه دستگاه در نظر بگیرید. اگر سیم پیچ اولیه و ثانویه ترانس برقروی همان سیم پیچ قرار دارند (شکل 4.3، a)، سپس به دلیل جفت شدن خازنی بین سیم پیچ ها، نویز ضربه ای می تواند از مدار اولیه به مدار ثانویه منتقل شود. با توجه به چهار روش توصیه شده برای سرکوب چنین تداخلی (به ترتیب افزایش کارایی).

1. سیم پیچ اولیه و ثانویه ترانسفورماتور قدرت بر روی سیم پیچ های مختلف انجام می شود (شکل 4.3، ب). ظرفیت عبوری C کاهش می یابد، اما بازده کاهش می یابد، زیرا تمام شار مغناطیسی از ناحیه سیم پیچ اولیه به دلیل پراکندگی در فضای اطراف وارد منطقه سیم پیچ ثانویه نمی شود.
2. سیم پیچ های اولیه و ثانویه بر روی یک سیم پیچ ساخته می شوند، اما توسط یک صفحه فویل مسی با ضخامت حداقل 0.2 میلی متر از هم جدا می شوند. صفحه نمایش نباید یک سیم پیچ اتصال کوتاه باشد. به زمین بدنه دستگاه متصل است (شکل 4.3، ج)
3. سیم پیچ اولیه به طور کامل در صفحه ای محصور شده است که یک سیم پیچ اتصال کوتاه نیست. صفحه نمایش به زمین متصل است (شکل 4.3، ز).
4. سیم پیچ های اولیه و ثانویه در صفحه های جداگانه محصور شده اند که بین آنها یک صفحه جداکننده قرار داده شده است. کل ترانسفورماتور در یک محفظه فلزی محصور شده است (شکل 4.3،<Э). Экраны и корпус заземляются. Этот тип трансформатора в силу предельной защищенности от прохождения помех получил название «ультраизолятор».

با تمام روش های ذکر شده برای سرکوب تداخل، سیم کشی سیم های شبکه در داخل دستگاه باید با یک سیم محافظ انجام شود و سپر را به زمین شاسی متصل کند. انگلستان نامعتبر است
قرار دادن در یک بسته شبکه و سیم های دیگر (بردهای برق، سیگنال و غیره) حتی در صورت محافظت از هر دو.

توصیه می شود یک خازن با ظرفیت تقریبی 0.1 μF به موازات سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور قدرت در مجاورت پایانه های سیم پیچ و یک مقاومت محدود کننده جریان با مقاومت حدود 100 اهم به صورت سری با آن نصب شود. این امکان "بستن" انرژی ذخیره شده در هسته ترانسفورماتور قدرت را در لحظه باز کردن کلید اصلی فراهم می کند.

برنج. 4.3. گزینه هایی برای محافظت از ترانسفورماتور قدرت از انتقال نویز ضربه ای از شبکه به مدار ثانویه (و بالعکس):
الف - بدون حفاظت؛ ب - جداسازی سیم پیچ های اولیه و ثانویه؛ V-قرار دادن صفحه بین سیم پیچ ها؛ G -محافظ کامل سیم پیچ اولیه؛ e -محافظت کامل از تمام عناصر ترانسفورماتور

برنج. 4.4. نمودار منبع تغذیه ساده شده (آ)و نمودارها (قبل از میلاد مسیح)،توضیح عملکرد یکسو کننده تمام موج

منبع تغذیه منبع بیشتر نویز ضربه ای در شبکه است، ظرفیت خازن C بیشتر است.

توجه داشته باشید که با افزایش ظرفیت فیلتر C (شکل 4.4، a) منبع تغذیه دستگاه ما، احتمال خرابی دستگاه های همسایه افزایش می یابد، زیرا مصرف انرژی از شبکه توسط دستگاه ما به طور فزاینده ای به خود می گیرد. شوک ها در واقع، ولتاژ در خروجی یکسو کننده نیز در طول آن بازه های زمانی که انرژی از شبکه گرفته می شود افزایش می یابد (شکل 4.4، ب). این فواصل در شکل. 4.4 سایه دار هستند.

با افزایش ظرفیت خازن C، دوره های شارژ آن کوچکتر می شود (شکل 4.4، ج)، و جریان گرفته شده از شبکه در یک پالس در حال افزایش است. بنابراین، یک دستگاه ظاهراً "بی ضرر" می تواند تداخلی در شبکه ایجاد کند که نسبت به تداخل یک دستگاه جوش "کمتر" نیست.

4.2. قوانین پایه برای محافظت در برابر تداخل زمین

در دستگاه هایی که به شکل بلوک های ساختاری ساخته شده اند، حداقل دو نوع اتوبوس "زمینی" وجود دارد - مورد و مدار. اتوبوس مورد، مطابق با الزامات ایمنی، باید به اتوبوس زمینی که در اتاق گذاشته شده است متصل شود. گذرگاه مدار (نسبتی که سطوح ولتاژ سیگنال‌ها با آن اندازه‌گیری می‌شود) نباید به گذرگاه کیس داخل بلوک متصل شود - یک ترمینال جدا شده از کیس باید برای آن بیرون آورده شود.

برنج. 4.5. اتصال زمین نادرست و صحیح دستگاه های دیجیتال. یک اتوبوس زمینی نشان داده شده است که معمولاً در داخل خانه موجود است.

روی انجیر 4.5 گزینه هایی را برای اتصال زمین نادرست و صحیح گروهی از دستگاه هایی که توسط خطوط اطلاعات به هم متصل شده اند نشان می دهد. (این خطوط نشان داده نمی شوند). گذرگاه های مدار "زمین" توسط سیم های جداگانه در نقطه A متصل می شوند و باس های مورد در نقطه B تا حد امکان به نقطه A متصل می شوند. نقطه A ممکن است به گذرگاه زمین در محل متصل نباشد، اما این باعث می شود ناراحتی، برای مثال، هنگام کار با یک اسیلوسکوپ، که دارای "زمین" پروب به کیس متصل است.

در صورت اتصال زمین نادرست (نگاه کنید به شکل 4.5)، ولتاژهای ضربه ای ایجاد شده توسط جریان های تساوی در شین زمین در واقع به ورودی عناصر اصلی گیرنده اعمال می شود که می تواند باعث عملکرد نادرست آنها شود. لازم به ذکر است که انتخاب بهترین گزینه زمین بستگی به شرایط خاص "محلی" دارد و اغلب پس از یک سری آزمایش های دقیق انجام می شود. با این حال، قاعده کلی (نگاه کنید به شکل 4.5) همیشه برقرار است.

4.3. سرکوب تداخل در مدارهای منبع تغذیه ثانویه

به دلیل اندوکتانس محدود ریل های برق و زمین، جریان های موجی باعث می شوند که ولتاژهای موجی با قطب مثبت و منفی بین پایه های برق و زمین آی سی ها اعمال شود. اگر باس های برق و زمین از هادی های چاپ نازک یا دیگر هادی ها ساخته شده باشند و خازن های جداکننده فرکانس بالا یا اصلاً وجود نداشته باشند یا تعداد آنها کافی نباشد، در این صورت هنگامی که چندین ریزمدار TTL به طور همزمان در انتهای "دور" چاپ شده سوئیچ می شوند. برد مدار، دامنه نویز ضربه ای روی منبع تغذیه (سرعت های ولتاژی که بین پایه های برق و زمین ریز مدار عمل می کند) می تواند 2 ولت یا بیشتر باشد. بنابراین هنگام طراحی برد مدار چاپی باید توصیه های زیر رعایت شود.

1. ریل های برق و زمین باید حداقل اندوکتانس داشته باشند. برای انجام این کار، آنها به شکل ساختارهای شبکه ای ساخته می شوند که کل منطقه برد مدار چاپی را پوشش می دهند. اتصال میکرو مدارهای TTL به اتوبوس که یک "شاخه" است غیرقابل قبول است، زیرا با نزدیک شدن به انتهای آن، اندوکتانس مدارهای منبع تغذیه جمع می شود. ریل های برق و زمین باید در صورت امکان، کل منطقه آزاد برد مدار چاپی را پوشش دهند. باید توجه ویژه ای به طراحی ماتریس های حافظه پویا تجمعی بر اساس K565RU5، RU7 و غیره شود. ماتریس باید مربع باشد تا خطوط آدرس و کنترل دارای حداقل طول باشند. هر ریز مدار باید در یک سلول مجزا از یک ساختار شبکه ای قرار گیرد که توسط اتوبوس های برق و زمین (دو شبکه مستقل) تشکیل شده است. گذرگاه‌های قدرت و زمین ماتریس ذخیره‌سازی نباید با جریان‌های «خارجی» که از شکل‌دهنده‌های آدرس‌پذیر، تقویت‌کننده‌های سیگنال کنترل و غیره جاری می‌شوند، بارگیری شوند.
2. اتصال گذرگاه های برق خارجی و زمین به برد از طریق کانکتور باید از طریق چندین کنتاکت که در طول کانکتور به طور مساوی فاصله دارند، انجام شود، به طوری که ورودی به ساختارهای شبکه گذرگاه های برق و زمین از چند نقطه به طور همزمان انجام شود.
3. سرکوب تداخل برق باید در نزدیکی مکان های وقوع آنها انجام شود. بنابراین، یک خازن با فرکانس بالا با ظرفیت حداقل 0.02 میکروفاراد باید در نزدیکی پایه های قدرت هر تراشه TTL قرار گیرد. این امر تا حد خاصی در مورد تراشه های حافظه پویا ذکر شده نیز صدق می کند. برای فیلتر تداخل فرکانس پایین، لازم است از خازن های الکترولیتی، به عنوان مثال، با ظرفیت 100 μF استفاده شود. هنگام استفاده از ریزمدارهای حافظه پویا، خازن های الکترولیتی، به عنوان مثال، در گوشه های ماتریس ذخیره سازی یا در مکان دیگری نصب می شوند. ، اما در نزدیکی این ریز مدارها.

بر این اساس، به جای خازن های فرکانس بالا، از اتوبوس های قدرت ویژه BUS-BAR، CAP-BUS استفاده می شود که در زیر خطوط ریز مدارها یا بین آنها قرار می گیرند، بدون اینکه تکنولوژی خودکار معمولی برای نصب عناصر روی برد را نقض کنند و به دنبال آن " موج» لحیم کاری. این اتوبوس ها خازن های توزیع شده با ظرفیت تقریباً 0.02 uF/cm هستند. برای همان ظرفیت کل خازن‌های گسسته، شین‌ها در تراکم‌های بسته‌بندی بالاتر، نویز بهتری را دفع می‌کنند.

برنج. 4.6. گزینه هایی برای اتصال بردهای P1-PZ به منبع تغذیه

روی انجیر 4.6 توصیه هایی برای اتصال دستگاه های ساخته شده بر روی بردهای مدار چاپی P1-PZ به خروجی منبع تغذیه ارائه می دهد. یک دستگاه با جریان بالا که روی برد PZ ساخته شده است، صدای بیشتری در اتوبوس های برق و زمین ایجاد می کند، بنابراین باید از نظر فیزیکی به منبع تغذیه نزدیکتر باشد، یا حتی بهتر است با استفاده از اتوبوس های جداگانه تغذیه شود.

4.4. قوانین کار با خطوط ارتباطی توافق شده

روی انجیر شکل 4.7 بسته به نسبت مقاومت مقاومت بار R و امپدانس موج کابل p، شکل سیگنال های ارسال شده از روی کابل را نشان می دهد. سیگنال ها بدون اعوجاج در R=p ارسال می شوند. امپدانس مشخصه نوع خاصی از کابل کواکسیال شناخته شده است (به عنوان مثال 50، 75، 100 اهم). امپدانس مشخصه کابل های تخت و جفت های پیچ خورده معمولاً نزدیک به 110-130 اهم است. مقدار دقیق آن را می توان به صورت تجربی با انتخاب یک مقاومت K به دست آورد، در صورت اتصال، اعوجاج حداقل است (شکل 4.7 را ببینید). هنگام انجام آزمایش، مقاومت های متغیر سیم پیچی نباید استفاده شود، زیرا آنها اندوکتانس زیادی دارند و می توانند اعوجاج هایی را در شکل موج ایجاد کنند.

خط ارتباطی از نوع "کلکتور باز" (شکل 4.8).برای انتقال هر سیگنال اصلی با مدت زمان جلویی حدود 10 نانوثانیه در فواصل بیش از 30 سانتی متر، از یک جفت پیچ خورده جداگانه استفاده می شود یا یک جفت هسته در یک کابل تخت اختصاص داده می شود. در حالت غیرفعال، تمام فرستنده ها خاموش می شوند. هنگامی که هر فرستنده یا گروهی از فرستنده ها راه اندازی می شود، ولتاژ روی خط از سطح بیش از 3 ولت به تقریباً 0.4 ولت کاهش می یابد.

با طول خط 15 متر و با تطبیق صحیح آن، مدت زمان فرآیندهای گذرا در آن از 75 ns تجاوز نمی کند. خط تابع OR را با توجه به سیگنال هایی که با سطوح ولتاژ پایین نمایش داده می شوند، اجرا می کند.

برنج. 4.7. انتقال سیگنال توسط کابل O-مولد پالس ولتاژ

خط ارتباطی از نوع "گسترش کننده باز" (شکل 4.9 ").این مثال یک نوع از یک خط را با استفاده از یک کابل تخت نشان می دهد. سیم های سیگنال با سیم های زمین جایگزین می شوند. در حالت ایده‌آل، هر سیم سیگنال از دو طرف توسط سیم‌های زمین مخصوص به خود احاطه می‌شود، اما این معمولاً ضروری نیست. در شکل 4.9، هر سیم سیگنال در مجاورت زمین "خود" و "خارجی" است که معمولاً کاملاً قابل قبول است. یک کابل مسطح و مجموعه ای از جفت های پیچ خورده اساساً یک چیز هستند، و با این حال دومی در شرایط سطح بالای تداخل خارجی ترجیح داده می شود. یک خط امیتر باز یک تابع سیم-OR را با توجه به سیگنال هایی که با سطوح ولتاژ بالا نشان داده می شوند، اجرا می کند. مشخصات زمان‌بندی تقریباً با ویژگی‌های خط "کلکتور باز" مطابقت دارد.

خط ارتباطی از نوع "جفت دیفرانسیل" (شکل 4.10).این خط برای انتقال سیگنال یک طرفه استفاده می شود و با افزایش ایمنی نویز مشخص می شود، زیرا گیرنده به تفاوت سیگنال واکنش نشان می دهد و تداخل القا شده از خارج روی هر دو سیم تقریباً به یک شکل عمل می کند. طول خط عملاً توسط مقاومت اهمی سیم ها محدود می شود و می تواند به چند صد متر برسد.

شکل 4.8. خط ارتباطی از نوع "کلکتور باز".

برنج. 4.9. خط ارتباطی از نوع امیتر باز

برنج. 4.10. نوع خط ارتباطی "جفت دیفرانسیل"

تمام خطوط در نظر گرفته شده باید از گیرنده هایی با امپدانس ورودی بالا، ظرفیت ورودی کم و ترجیحا با مشخصه انتقال پسماند برای افزایش ایمنی نویز استفاده کنند.

اجرای فیزیکی بزرگراه (شکل 4. II)،هر دستگاه متصل به صندوق عقب شامل دو کانکتور است. طرحی شبیه به آنچه در شکل نشان داده شده است. 4.11، قبلا در نظر گرفته شد (نگاه کنید به شکل 3.3)، بنابراین ما فقط بر روی قوانینی تمرکز می کنیم که باید هنگام طراحی واحدهای تطبیق (SB) رعایت شوند.

انتقال سیگنال های ترانک از طریق کانکتورها.بهترین گزینه ها برای اتصالات لحیم کاری در شکل نشان داده شده است. .4.12. قسمت جلویی پالس که در امتداد خط اصلی قرار دارد در این موارد تقریباً کانکتور را "احساس نمی کند" ، زیرا ناهمگنی وارد شده به خط کابل ناچیز است. اما در این مورد، لازم است 50٪ از کنتاکت های استفاده شده در زیر زمین اشغال شود.

اگر به دلایلی این شرایط امکان پذیر نباشد، با هزینه ایمن سازی نویز، می توان گزینه دوم، مقرون به صرفه تر از نظر تعداد تماس ها را برای لحیم کاری کانکتورها، نشان داده شده در شکل، انتخاب کرد. 4.13. این گزینه اغلب در عمل استفاده می شود. پایه های جفت پیچ خورده (یا پایه کابل تخت) روی نوارهای فلزی با بزرگترین سطح مقطع ممکن، به عنوان مثال 5 میلی متر مربع، مونتاژ می شوند.

لحیم کاری این زمین ها به طور مساوی در طول میله انجام می شود، زیرا سیم های سیگنال مربوطه لحیم کاری می شوند. هر دو نوار از طریق یک اتصال دهنده با استفاده از یک سری جامپر با حداقل طول و حداکثر سطح مقطع به هم متصل می شوند و جامپرها به طور مساوی در طول نوارها قرار دارند. هر جامپر زمینی نباید بیش از چهار خط سیگنال داشته باشد، اما تعداد کل جامپرها نباید کمتر از سه باشد (یکی در مرکز و دو در لبه ها).

برنج. 4.13. گزینه مجاز برای انتقال سیگنال از طریق کانکتور. H-=5mm2-مقطع میله،5^0.5mm2-مقطع سیم زمین

برنج. 4.14. انواع اجرای شاخه ها از اصلی

اجرای انشعاب از بزرگراه.روی انجیر 4.14 گزینه هایی برای اجرای نادرست و صحیح یک شاخه از اصلی را نشان می دهد. مسیر یک خط ردیابی می شود، سیم زمین به صورت مشروط نشان داده می شود. گزینه اول (یک اشتباه معمولی مهندسین مدار مبتدی!) با تقسیم انرژی موج به دو بخش مشخص می شود.

برنج. 4.15. گزینه هایی برای اتصال گیرنده ها به صندوق عقب
از خط A می آید. یک قسمت به بار خط B می رود و قسمت دیگر به بار خط C می رود. پس از بارگیری خط C، موج "پر" شروع به انتشار در امتداد خط B می کند و سعی می کند به موج برسد. با نیمی از انرژی که قبلا باقی مانده بود. بنابراین جلوی سیگنال یک شکل پلکانی دارد.

با انشعاب مناسب، بخش های خط A، C و B به صورت سری به هم متصل می شوند، بنابراین موج عملا شکافته نمی شود و جبهه سیگنال مخدوش نمی شود. فرستنده‌ها و گیرنده‌های واقع بر روی برد باید تا حد امکان به لبه آن نزدیک باشند تا ناهمگنی ایجاد شده در نقطه ادغام بخش‌های خط B و C کاهش یابد.

فرستنده های یک یا دو طرفه می توانند برای جدا کردن پرتوهای گیرنده از ستون فقرات استفاده شوند (شکل 3.18. 3.19 را ببینید). هنگام انشعاب خط به چند جهت، یک فرستنده جداگانه باید برای هر یک اختصاص داده شود (شکل 4.15، V).

برای انتقال خط، بهتر است از پالس های مستطیلی، بلکه ذوزنقه ای استفاده کنید. همانطور که اشاره شد سیگنال هایی با جبهه کم عمق با اعوجاج کمتری در امتداد خط پخش می شوند. در اصل، در غیاب تداخل خارجی، برای هر خط خودسرانه طولانی و حتی ناسازگار، می توان نرخ حرکت سیگنال را به قدری آهسته انتخاب کرد که سیگنال های ارسالی و دریافتی به مقدار دلخواه کمی متفاوت باشند.

برای دریافت پالس های ذوزنقه ای، فرستنده به شکل یک تقویت کننده دیفرانسیل با مدار بازخورد یکپارچه ساخته می شود. در ورودی گیرنده اصلی که به شکل تقویت کننده دیفرانسیل نیز ساخته شده است، یک مدار یکپارچه برای فیلتر کردن نویز فرکانس بالا نصب شده است.

هنگام انتقال سیگنال ها در داخل برد، زمانی که تعداد گیرنده ها زیاد است، اغلب از "تطابق سریال" استفاده می شود. این شامل این واقعیت است که به صورت سری با خروجی فرستنده، در مجاورت این خروجی، یک مقاومت با مقاومت 20-50 اهم متصل می شود. این امکان سرکوب فرآیندهای نوسانی در جبهه سیگنال را فراهم می کند. این تکنیک اغلب هنگام انتقال سیگنال های کنترلی (KA5، SAZ، \UE) از تقویت کننده ها به حافظه پویا LSI استفاده می شود.

4.5. درباره خواص حفاظتی کابل ها

روی انجیر 4.16a ساده ترین طرح برای انتقال سیگنال از طریق کابل کواکسیال را نشان می دهد که در برخی موارد می توان آن را کاملاً رضایت بخش در نظر گرفت. عیب اصلی آن این است که در حضور جریان های یکسان کننده پالسی بین زمین های بدنه (یکسان سازی پتانسیل عملکرد اصلی سیستم زمین بدنه است)، برخی از این جریان ها 1 می توانند از غلاف کابل عبور کرده و باعث افت ولتاژ شوند (عمدتاً به دلیل اندوکتانس غلاف)، که در نهایت بر روی بار K اثر می کند.

علاوه بر این، از این نظر، مدار نشان داده شده در شکل. 4.16، a، ترجیح داده می شود و با افزایش تعداد نقاط تماس بین نوار کابل و زمین بدنه، احتمال تخلیه بارهای القایی از نوار بهبود می یابد. استفاده از یک کابل با یک نوار اضافی (شکل 4.16، ج) به شما امکان می دهد از خود در برابر پیکاپ های خازنی و جریان های تساوی محافظت کنید، که در این مورد از طریق نوار بیرونی جریان می یابد و عملاً بر مدار سیگنال تأثیر نمی گذارد.

گنجاندن یک کابل با یک نوار اضافی مطابق با طرح نشان داده شده در شکل. 4.16، d، به شما امکان می دهد خواص فرکانس خط را با کاهش ظرفیت خطی آن بهبود بخشید. در حالت ایده آل، پتانسیل هر بخش ابتدایی هسته مرکزی با پتانسیل استوانه ابتدایی نوار داخلی اطراف این بخش مطابقت دارد.

از این نوع خطوط در شبکه های کامپیوتری محلی برای افزایش سرعت انتقال اطلاعات استفاده می شود. غلاف بیرونی کابل بخشی از مدار سیگنال است و بنابراین این مدار از نظر حفاظت در برابر تداخل خارجی با مدار نشان داده شده در شکل معادل است. 4.16.6.

برنج. 4.16. گزینه های کابل

نه روکش مسی و نه آلومینیومی یک کابل کواکسیال ساده از قرار گرفتن در معرض میدان های مغناطیسی با فرکانس پایین محافظت نمی کند. این فیلدها EMF را هم در بخش بافته و هم در بخش مربوطه از هسته مرکزی القا می کنند.

اگرچه این EMF ها از نظر علامت به یک نام هستند، اما به دلیل هندسه متفاوت هادی های مربوطه - هسته مرکزی و قیطان، از نظر بزرگی یکدیگر را جبران نمی کنند. EMF دیفرانسیل در نهایت به بار K اعمال می شود. یک نوار اضافی (شکل 4. 16, ج، د)همچنین قادر به جلوگیری از نفوذ میدان مغناطیسی با فرکانس پایین به ناحیه داخلی آن نیست

حفاظت در برابر میدان های مغناطیسی با فرکانس پایین توسط یک کابل حاوی یک جفت سیم پیچ خورده که در یک نوار محصور شده است ارائه می شود (شکل 4.16، ه)در این حالت، EMF القا شده توسط یک میدان مغناطیسی خارجی روی سیم‌هایی که جفت پیچ خورده را تشکیل می‌دهند، هم از نظر علامت و هم در مقدار مطلق یکدیگر را کاملاً جبران می‌کنند.

این بیشتر درست است، هر چه گام سیم ها در مقایسه با ناحیه عمل میدان کوچکتر باشد و پیچش با دقت بیشتری (به طور متقارن) انجام شود. نقطه ضعف چنین خطی "سقف" فرکانس نسبتا پایین آن است - در حد 15 مگاهرتز - به دلیل تلفات انرژی زیاد سیگنال مفید در فرکانس های بالاتر.

طرح نشان داده شده در شکل. 4.16، ه،بهترین محافظت را در برابر انواع تداخل ها (تداخل خازنی، جریان های یکسان سازی، میدان های مغناطیسی با فرکانس پایین، میدان های الکترومغناطیسی با فرکانس بالا) ارائه می دهد.

توصیه می شود قیطان داخلی را به زمین "مهندسی رادیویی" یا "درست" (به معنای واقعی کلمه، زمین) و نوار بیرونی را به زمین "سیستم" (مدار یا مورد) متصل کنید. در صورت عدم وجود زمین "واقعی"، می توانید از مدار سوئیچینگ نشان داده شده در شکل استفاده کنید. 4. 16, و

نوار بیرونی در هر دو انتها به زمین سیستم متصل می شود، در حالی که نوار داخلی فقط به سمت منبع متصل می شود. در مواردی که نیازی به محافظت در برابر میدان‌های مغناطیسی با فرکانس پایین نیست و امکان انتقال اطلاعات بدون استفاده از سیگنال‌های دو فاز وجود دارد، یکی از سیم‌های جفت به هم تابیده می‌تواند به عنوان سیم سیگنال و سیم دوم به عنوان سیم سیگنال عمل کند. صفحه نمایش در این موارد، مدارهای نشان داده شده در شکل. 4.16، ج، گ،را می توان به عنوان کابل های کواکسیال با سه محافظ در نظر گرفت - یک سیم زمینی جفت تابیده، غلاف کابل داخلی و خارجی.

4.6. استفاده از اپتوکوپلرها برای سرکوب تداخل

اگر دستگاه های سیستم با فاصله قابل توجهی، به عنوان مثال، 500 متر از هم جدا شوند، در این صورت نمی توان روی این واقعیت حساب کرد که زمین های آنها همیشه پتانسیل یکسانی دارند. همانطور که اشاره شد، جریان های یکسان سازی از طریق هادی های زمین به دلیل اندوکتانس آنها نویز ضربه ای روی این هادی ها ایجاد می کند. این تداخل در نهایت به ورودی گیرنده ها اعمال می شود و ممکن است باعث شود آنها به طور کاذب عمل کنند.

استفاده از خطوط نوع "جفت دیفرانسیل" (نگاه کنید به § 4.4) فقط تداخل حالت مشترک را سرکوب می کند و بنابراین همیشه نتایج مثبت را نشان نمی دهد. روی انجیر 4.17 نمودارهای کوپلرهای بین دو دستگاه دور از یکدیگر را نشان می دهد.

برنج. 4.17. طرح های کوپلرهای بینایی بین دستگاه های دور از یکدیگر:
الف - با یک گیرنده فعال، ب- دارای فرستنده فعال

مدار با یک "گیرنده فعال" (شکل 4.17، a) شامل یک اپتوکوپلر انتقال دهنده VI و یک اپتوکوپلر گیرنده V2 است. هنگامی که سیگنال های پالسی به ورودی X اعمال می شود، LED اپتوکوپلر VI به صورت دوره ای نور ساطع می کند، در نتیجه ترانزیستور خروجی این اپتوکوپلر به طور دوره ای اشباع می شود و مقاومت بین نقاط a و b از چند صد کیلو اهم به چند ده اهم کاهش می یابد. .

هنگامی که ترانزیستور خروجی اپتوکوپلر فرستنده روشن می شود، جریان قطب مثبت منبع U2 از LED اپتوکوپلر عبور می کند. v2،خط (نقاط a و b) و به قطب منفی این منبع برمی گردد. منبع U2 جدا شده از منبع U3 اجرا می شود.

اگر ترانزیستور خروجی اپتوکوپلر فرستنده خاموش باشد، هیچ جریانی از مدار منبع U2 عبور نمی کند. سیگنال X" در خروجی اپتوکوپلر V2 در صورت روشن بودن LED آن نزدیک به صفر و در صورت خاموش بودن این LED نزدیک به +4 V است. بنابراین، هنگامی که X==0، LED های اپتوکوپلرهای فرستنده و گیرنده روشن هستند. و بنابراین X"==0. با X==1، هر دو LED خاموش و X"==1 هستند.

جداسازی اپتوکوپلر می تواند به طور قابل توجهی ایمنی کانال ارتباطی را افزایش دهد و از انتقال اطلاعات در فواصل صدها متری اطمینان حاصل کند. دیودهای متصل به اپتوکوپلرهای فرستنده و گیرنده برای محافظت از آنها در برابر نوسانات ولتاژ معکوس عمل می کنند. مدار مقاومت متصل به منبع U2 برای تنظیم جریان در خط و محدود کردن جریان از طریق LED اپتوکوپلر گیرنده عمل می کند.

جریان در خط با توجه به رابط IRPS می تواند برابر با 20 یا 40 میلی آمپر انتخاب شود. هنگام انتخاب مقادیر مقاومت، مقاومت اهمی خط ارتباطی باید در نظر گرفته شود. طرحی با "فرستنده فعال" (شکل 4.17، ب)با قبلی تفاوت دارد زیرا منبع تغذیه خط U2 در کنار فرستنده قرار دارد. این هیچ مزیتی ندارد - هر دو مدار اساساً یکسان هستند و به اصطلاح "حلقه های فعلی" هستند.

توصیه های ارائه شده در این فصل ممکن است برای طراح مدار مبتدی خیلی سخت به نظر برسد. به نظر او مبارزه با تداخل یک "مبارزه با آسیاب بادی" است و عدم تجربه در طراحی دستگاه هایی با پیچیدگی فزاینده این توهم را ایجاد می کند که می توان بدون پیروی از هیچ یک از توصیه های بالا یک دستگاه کارآمد ایجاد کرد.

در واقع، این گاهی اوقات ممکن است. حتی مواردی از تولید سریالی چنین دستگاه هایی وجود دارد. با این حال، در بررسی های غیر رسمی کار آنها، می توانید عبارات غیر فنی جالب بسیاری را بشنوید، مانند اثر بازدیدو برخی دیگر، ساده تر و قابل فهم تر.

منابع تغذیه سوئیچینگ، رگولاتورهای تریستور، سوئیچ‌ها، فرستنده‌های رادیویی قدرتمند، موتورهای الکتریکی، پست‌ها، هرگونه تخلیه الکتریکی نزدیک خطوط برق (رعد و برق، ماشین‌های جوشکاری و غیره) تداخل باند باریک و پهنای باند با طبیعت و ترکیب طیفی مختلف ایجاد می‌کنند. این امر عملکرد تجهیزات حساس به جریان کم را پیچیده می کند، اعوجاج هایی را در نتایج اندازه گیری ایجاد می کند، باعث خرابی و حتی خرابی هر دو مجموعه ابزار و کل مجموعه تجهیزات می شود.

در مدارهای الکتریکی متقارن (مدارهای بدون زمین و مدارهایی با نقطه میانی زمین) تداخل ضد فاز به شکل ولتاژهای متقارن (در بار) ظاهر می شود و به آن متقارن می گویند، در ادبیات خارجی به آن "تداخل حالت دیفرانسیل" می گویند. تداخل حالت معمول در مدار متقارن را تداخل حالت نامتقارن یا معمول می نامند.

نویز خط متقارن معمولاً در فرکانس های تا چند صد کیلوهرتز غالب است. در فرکانس های بالاتر از 1 مگاهرتز، تداخل نامتقارن غالب است.

یک مورد نسبتاً ساده تداخل باند باریک است که حذف آن به فیلتر کردن فرکانس اصلی (حامل) تداخل و هارمونیک های آن می انجامد. مورد بسیار پیچیده تر، نویز ضربه ای با فرکانس بالا است که طیف آن تا ده ها مگاهرتز را اشغال می کند. مبارزه با چنین تداخلی کار نسبتاً دشواری است.

فقط یک رویکرد سیستماتیک به حذف تداخل پیچیده قوی کمک می کند، که شامل فهرستی از اقدامات برای سرکوب اجزای ناخواسته ولتاژ منبع تغذیه و مدارهای سیگنال است: محافظ، زمین، نصب مناسب خطوط تغذیه و سیگنال، و البته فیلتر کردن. تعداد زیادی دستگاه فیلتر با طرح های مختلف، فاکتورهای کیفیت، کاربردها و غیره. در سراسر جهان تولید و استفاده می شود.

بسته به نوع تداخل و کاربرد، طراحی فیلترها نیز متفاوت است. اما، به عنوان یک قاعده، دستگاه ترکیبی از مدارهای LC است که مراحل فیلتر و فیلترهای نوع P را تشکیل می دهد.

یکی از ویژگی های مهم فیلتر اصلی، حداکثر جریان نشتی است. در کاربردهای برق، این جریان می تواند به مقادیر خطرناکی برای انسان برسد. بر اساس مقادیر جریان نشتی، فیلترها بر اساس سطوح ایمنی طبقه‌بندی می‌شوند: کاربردهایی که اجازه تماس انسان با بدنه دستگاه را می‌دهند و کاربردهایی که تماس با بدن نامطلوب است. مهم است که به یاد داشته باشید که محفظه فیلتر نیاز به زمین اجباری دارد.

TE-Connectivity بر اساس بیش از 50 سال تجربه Corcom در طراحی و توسعه فیلترهای EMI و RF، گسترده ترین طیف دستگاه ها را برای صنایع و کاربردهای مختلف ارائه می دهد. تعدادی از سری های محبوب این سازنده در بازار روسیه ارائه شده است.

فیلترهای عمومی سری B

فیلترهای سری B (تصویر 1) فیلترهای قابل اعتماد و فشرده با قیمت مقرون به صرفه هستند. طیف گسترده ای از جریان های عملیاتی، فاکتور کیفیت خوب و انتخاب گسترده انواع اتصال، طیف گسترده ای از کاربردها را برای این دستگاه ها فراهم می کند.

برنج. 1.

سری B شامل دو اصلاح - VB و EB است که مشخصات فنی آنها در جدول 1 آورده شده است.

میز 1. مشخصات فنی اصلی فیلترهای خط سری B

مدار الکتریکی فیلتر در شکل 2 نشان داده شده است.

برنج. 2.

تضعیف سیگنال تداخل در دسی بل در شکل 3 نشان داده شده است.

برنج. 3.

فیلترهای سری T

فیلترهای این سری (شکل 4) فیلترهای RF با کارایی بالا برای مدارهای تغذیه منابع تغذیه سوئیچینگ هستند. از مزایای این سری می توان به سرکوب عالی تداخل ضد فاز و حالت مشترک، اندازه جمع و جور اشاره کرد. جریان های نشتی کم به سری T اجازه می دهد تا در کاربردهای کم توان استفاده شوند.

برنج. 4.

این سری شامل دو اصلاح - ET و VT است که مشخصات فنی آنها در جدول 2 آورده شده است.

جدول 2. مشخصات فنی اصلی فیلترهای خط سری T

مدار الکتریکی فیلتر سری T در شکل 5 نشان داده شده است.

برنج. 5.

تضعیف سیگنال تداخل در دسی بل زمانی که خط توسط یک مقاومت پایانی 50 اهم بارگذاری می شود در شکل 6 نشان داده شده است.

برنج. 6.

فیلترهای سری K

فیلترهای سری K (شکل 7) فیلترهای قدرت RF همه منظوره هستند. آنها برای استفاده در مدارهای قدرت با بارهای با مقاومت بالا طراحی شده اند. برای کاربردهایی که تداخل RF پالسی، پیوسته و/یا ضربانی روی خط وارد می شود عالی است. مدل های دارای شاخص EK الزامات استانداردها را برای استفاده در دستگاه های قابل حمل، تجهیزات پزشکی برآورده می کنند.

برنج. 7.

فیلترهای با شاخص C مجهز به یک چوک بین محفظه و سیم زمین هستند. پارامترهای الکتریکی اصلی فیلترهای شبکه سری K در جدول 3 نشان داده شده است.

جدول 3 پارامترهای الکتریکی اصلی فیلترهای شبکه سری K

مدار الکتریکی فیلتر سری K در شکل 8 نشان داده شده است.

برنج. 8.

تضعیف سیگنال تداخل در دسی بل هنگامی که خط با یک مقاومت پایانی 50 اهم بارگذاری می شود در شکل 9 نشان داده شده است.

برنج. 9.

فیلترهای سری EMC

فیلترهای این سری (شکل 10) فیلترهای قدرت RF دو مرحله ای فشرده و کارآمد هستند. آنها چندین مزیت دارند: ضریب بالای تضعیف نویز حالت مشترک در ناحیه فرکانس پایین، ضریب بالای تضعیف تداخل ضد فاز، اندازه فشرده. سری EMC بر روی برنامه هایی با منابع تغذیه سوئیچینگ متمرکز شده است.

برنج. 10.

مشخصات فنی اصلی در جدول 4 آورده شده است.

جدول 4 پارامترهای الکتریکی اصلی فیلترهای شبکه سری EMC

نمودار الکتریکی فیلتر سری EMC در شکل 11 نشان داده شده است.

برنج. یازده

تضعیف سیگنال تداخل در دسی بل زمانی که خط با یک مقاومت پایانی 50 اهم بارگذاری می شود در شکل 12 نشان داده شده است.

برنج. 12.

فیلترهای سری EDP

2. راهنمای محصول Corcom، فیلترهای RFI عمومی برای بارهای امپدانس بالا در جریان کم سری B، اتصال TE، 1654001، 06/2011، ص. 15

3. راهنمای محصول Corcom، فیلترهای RFI عمومی قابل نصب بر روی برد کامپیوتر سری EBP، EDP و EOP، TE Connectivity، 1654001، 06/2011، p. 21

4. راهنمای محصول Corcom، فیلترهای خط برق RFI دو مرحله ای فشرده و مقرون به صرفه EMC Series, TE Connectivity, 1654001, 06/2011, p. 24

5. راهنمای محصول Corcom، فیلتر خط برق تک فاز برای مبدل های فرکانس سری FC، 1654001، 06/2011، ص. سی

6. راهنمای محصول Corcom، فیلترهای خط برق RFI عمومی - ایده آل برای بارهای امپدانس بالا سری K، 1654001، 06/2011، ص. 49

7. راهنمای محصول Corcom، فیلترهای خط برق RFI با کارایی بالا برای سوئیچینگ منابع تغذیه سری T، 1654001، 06/2011، ص. 80

8. راهنمای محصول Corcom، فیلترهای 3 فاز WYE RFI فشرده با جریان کم، سری AYO، 1654001، 06/2011، ص. 111.

دریافت اطلاعات فنی، سفارش نمونه، تحویل - ایمیل:

فیلترهای شبکه و سیگنال EMI/RFI از TE Connectivity. از تخته تا کارخانه صنعتی

شرکت اتصال TEدر توسعه و تولید فیلترهای شبکه برای سرکوب موثر تداخل الکترومغناطیسی و فرکانس رادیویی در الکترونیک و صنعت، جایگاه پیشرو در جهان را به خود اختصاص داده است. محدوده مدل شامل بیش از 70 سری دستگاه برای فیلتر کردن مدارهای منبع تغذیه از منابع خارجی و داخلی و مدارهای سیگنال در گسترده ترین طیف کاربردی است.

فیلترها دارای گزینه های طراحی زیر هستند: مینیاتوری برای نصب روی برد مدار چاپی. مسکن در اندازه ها و انواع مختلف اتصال خطوط تامین و خطوط بار. در قالب کانکتورهای برق آماده و کانکتورهای ارتباطی برای تجهیزات شبکه و تلفن؛ صنعتی، ساخته شده در قالب کابینت های صنعتی آماده.

فیلترهای خط برای کاربردهای AC و DC، شبکه های تک فاز و سه فاز تولید می شوند که محدوده جریان های کاری 1…1200 A و ولتاژ 120/250/480 VAC، 48…130 VDC را پوشش می دهند. همه دستگاه ها با افت ولتاژ کم مشخص می شوند - بیش از 1٪ ولتاژ کار. جریان نشتی بسته به قدرت و طراحی فیلتر 0.2 ... 8.0 میلی آمپر است. محدوده فرکانس متوسط ​​برای این سری 10 کیلوهرتز ... 30 مگاهرتز است. سلسله AQطراحی شده برای محدوده فرکانس وسیع تر: 10 کیلوهرتز ... 1 گیگاهرتز. TE Connectivity با گسترش دامنه دستگاه های خود، فیلترهایی را برای مدارهای بار امپدانس کم و زیاد تولید می کند. به عنوان مثال، فیلترهای امپدانس بالا سری EP، H، Q، Rو Vبرای بارهای امپدانس کم و سری های امپدانس کم B، EC، ED، EF، G، K، N، Q، S، SK، T، W، X، Yو زبرای بارهای امپدانس بالا

کانکتورهای ارتباطی با فیلترهای سیگنال داخلی در طرح های محافظ، دوقلو و کم مشخصات موجود هستند.

هر فیلتر تولید شده توسط TE Connectivity تحت آزمایش دوگانه قرار می گیرد: در مرحله مونتاژ و در حال حاضر به شکل یک محصول نهایی. تمامی محصولات مطابق با استانداردهای بین المللی کیفیت و ایمنی هستند.

کنترل ضربه سوئیچینگ یک بلوک دیاگرام معمولی از گنجاندن یک PIP در مسیر دریافت یک فرستنده گیرنده KB در شکل نشان داده شده است. 1.

سیگنال پالس تداخل دریافت شده در ورودی سرکوبگر تداخل در گره A2 تقویت می شود و سپس توسط آشکارساز پالس U2 شناسایی می شود. تنظیم آستانه پاسخ آشکارساز امکان بهینه سازی عملکرد سرکوبگر را فراهم می کند. پالس های اشاره شده از خروجی گره U2 شکل دهنده پالس های مستطیلی G1 را روشن می کنند که عملکرد مرحله کلیدی S1 را که در مسیر سیگنال دستگاه گیرنده قرار دارد، کنترل می کند. روی انجیر 2 یکی از اولین مدارهای PIP منتشر شده را نشان می دهد.

در واقع، سرکوب کننده نویز ضربه ای روی ترانزیستورهای VT2-VT4 و دیودهای VD1-VD3 ساخته شده است. آبشار در VT2 یک تقویت کننده IF است. یک آشکارساز پالس روی دیود VD1 مونتاژ شده است. آبشار روی ترانزیستور VT3 همراه با دیودهای VD2، VD3 پالس های مستطیلی ایجاد می کند که کلید الکترونیکی ترانزیستور VT4 را کنترل می کند.

عبور در مسیر سیگنال در این مورد به دلیل این واقعیت است که خروجی آبشار در ترانزیستور VT1 (تقویت کننده IF) در حین کار PIP (در فرکانس بالا) به یک سیم مشترک بسته می شود.

با تمام سادگی، مونتاژ مطابق طرح در شکل 1 مونتاژ شده است. 2، خوب کار می کند با تغییر داده های مدار نوسانی می توان از این PID در گیرنده هایی با فرکانس متوسط ​​از 0.5 تا 9 مگاهرتز استفاده کرد.

ترانزیستورهای نشان داده شده در نمودار را می توان با هر یک از سری های KP306 (VT1, VT2) و KPZ0Z (VT3, VT4) جایگزین کرد. به جای دیودهای 1N9I4، می توانید از هر یک از سری های KD522 به جای 1N34A از سری D311 استفاده کنید.

آبشاری که در آن سیگنال قطع می شود یک عنصر مهم از PIP است و تا حد زیادی کیفیت عملکرد آن را تعیین می کند. تضعیف سیگنال هنگام عبور از این مرحله نباید از 3 دسی بل بیشتر باشد و در عین حال با باز شدن مسیر سیگنال باید به 80 دسی بل یا بیشتر برسد. علاوه بر این، پالس های کنترل سوئیچینگ که وارد این مرحله می شوند دارای دامنه چندین ولت هستند و نباید در مسیر سیگنال نفوذ کنند، جایی که سطح سیگنال مفید را می توان بر حسب میکرو ولت محاسبه کرد. به این موارد باید موارد زیر را اضافه کنیم: از آنجایی که PIP قبل از فیلتر انتخاب اصلی نصب شده است، باید سیگنال های سطح بالا را تحمل کند و اثرات غیر خطی ایجاد نکند.

این مشکل با موفقیت توسط G3PDM حل شد

l]. مرحله کلیدی توسعه یافته توسط او برای سرکوب کننده نویز (شکل 3) روی ترانزیستور اثر میدان VT1 ساخته شده است. مقاومت بین منبع و تخلیه، بسته به ولتاژ کنترل اعمال شده به گیت، از 100 اهم تا چندین مگا اهم متغیر است. پالس های سوئیچینگ در اینجا می توانند از طریق دروازه خازن - منبع به مسیر سیگنال نفوذ کنند (مقدار آن 5 ... 30 pF است). برای خنثی کردن عملکرد آن، یک پالس کنترل در آنتی فاز از طریق خازن C3 به مدار خروجی آبشار وارد می شود که با تنظیم آن می توان تقریباً به طور کامل نویز سوئیچینگ را از بین برد. هنگام ساخت آبشار، ترانزیستور 2N3823 را می توان با KPZ0ZA، 2N4289 توسط KT361A جایگزین کرد.

نارضایتی از کیفیت کار کلاه ایمنی و در PIP های سنتی دلیلی برای جستجوهای بیشتر بود. W5QJR پیشنهاد کرد که در گیرنده‌های KB با تبدیل فرکانس مضاعف، پالس کنترل باید نه در مرحله کلید، بلکه برای نوسان‌گر محلی دوم اعمال شود. اگر فیلترهای باند باریک به اندازه کافی در مسیرهای IF اول و دوم نصب شده باشند، تغییر فرکانس نوسان ساز محلی دوم با چندین کیلوهرتز منجر به این واقعیت می شود که سیگنال و نویز دیگر در باند عبور دوم نمی افتد. فیلتر، یعنی مسیر سیگنال باز خواهد شد. از آنجایی که اغلب تنها با چند کیلوهرتز از بین می‌رود، عملکرد طبیعی نوسانگر محلی حفظ می‌شود، هیچ گذرای غیر ثابت و همراه با تداخل سوئیچینگ وجود ندارد.

کیفیت این PIP با مثال زیر مشخص می شود. هنگام نصب یک گیرنده رادیویی KB در ماشین، دریافت بدون PIP غیرممکن بود، زیرا نویز ضربه ای قدرتمند از سیستم احتراق سیگنال های ایستگاه های آماتور را کاملا مسدود می کرد. هنگامی که PIP روشن شد، تداخل سیستم جرقه زنی عملاً با دریافت تداخلی نداشت. در پارازیت طراحی W5QJR، یک گیرنده سوپرهتروداین پالس جداگانه 38.8 مگاهرتز به آنتن گیرنده اصلی متصل است. یک سیگنال پالس تقویت شده با فرکانس 10.7 مگاهرتز شناسایی شده و برای به تاخیر انداختن پالس سوئیچینگ کنترل و تنظیم مدت زمان آن وارد گره می شود. بخشی از مدار این PIP در شکل نشان داده شده است. 4.

یک آشکارساز پالس روی دیود VD1 ساخته شده است. آبشارهای ترانزیستور VTI-VT3 در واحد تولید سیگنال کنترل گنجانده شده است. عناصر منطقی DD1.1-DD1.4 پالس های مستطیلی شکلی را تشکیل می دهند که به واریکاپ موجود در مدار نوسان ساز محلی می رسند، که فرکانس آن به طرف منحرف می شود.

مقاومت R13 زمان تاخیر پالس های کنترل را تنظیم می کند و مقاومت R14 مدت زمان آنها را کنترل می کند. ترانزیستورهای VTI-VT3 می توانند هر یک از سری های KT316، دیود VD1 - هر یک از سری های KD522، VD2 - D814A باشند. DD1 - K561LE5.

با توجه به اینکه نصب PIP توسعه یافته توسط W5QJR تنها در گیرنده های HF با IF های اول و دوم ثابت امکان پذیر است، طبیعی است که جستجو برای یافتن قابل قبول ترین گزینه برای سرکوب کننده نویز ضربه ای ادامه یابد. این امر تا حد زیادی با ظاهر شدن یک تداخل دوره ای قوی در نوارهای HF آماتور تسهیل شد که یادآور ضربه دارکوب است. از آنجایی که قدرت این تداخل اغلب تا S9 + 20 دسی بل است، دردسرهای زیادی را برای موج کوتاه در سراسر جهان ایجاد می کند.

مشاهدات "دارکوب" و اندازه گیری پارامترهای آن، ارائه شده توسط VK1DN، نشان داد که برخلاف نویز ضربه ای معمولی (مدت پالس آنها 0.5 ... 1 میکرو ثانیه است)، این تداخل طولانی تر است (15 میلی ثانیه)، دوره تکرار. 10، گاهی اوقات 16 و بسیار کمتر از 20 و 32 هرتز است، جلو و فروپاشی آن چندان تند نیست، و دامنه پالس هایی که در یک لحظه مشخص می شوند می تواند به طور قابل توجهی با پالس های قبلی متفاوت باشد.

این منجر به این واقعیت می شود که تمام نویزهای ضربه ای که به ورودی گیرنده می رسد PIP را تحریک نمی کند.

و آزادانه در مسیر دریافت نفوذ می کنند. با دانستن ویژگی های کمی پالس "دارکوب"، به راحتی می توان نتیجه گرفت که برای بهبود عملکرد سرکوب کننده نویز، افزایش بهره در مسیر دریافت نویز ضربه و همچنین طولانی شدن سوئیچینگ ضروری است. نبض را تا 15 میلی ثانیه کنترل کنید.

روی انجیر 5 یک PIP را نشان می دهد که ملاحظات فوق را در نظر می گیرد. سیگنال مفید از خروجی میکسر به تقویت کننده IF تغذیه می شود، روی ترانزیستورهای اثر میدان VT2 و VT3 مونتاژ می شود و سپس از طریق مرحله کلیدی روی دیودهای پالسی VD1-VD4 به یک فیلتر کوارتز تغذیه می شود.

از خروجی میکسر از طریق دنبال کننده منبع در ترانزیستور VT1، سیگنال IF به مسیر تقویت نویز ضربه ای منشعب می شود که از تراشه DA1 استفاده می کند که بخشی از گیرنده AM سوپرهتروداین (قبل از آشکارساز) است.

مبدل آن فرکانس سیگنال ورودی را از 9 به 2 مگاهرتز کاهش می دهد. پالس نویز شناسایی شده از طریق دنبال کننده منبع در ترانزیستور VT5 به گره ماشه مونتاژ شده در ترانزیستور VT6 می رسد.

مقاومت متغیر R14 در حین کار، بسته به وضعیت هوا، آستانه پاسخ PIP را تنظیم می کند. تراشه DD1 یک پالس کنترل تولید می کند که از طریق یک تقویت کننده معکوس بر روی ترانزیستور VT4 به مرحله کلید تغذیه می شود. PIP توصیف شده توسط DJ2LR را می توان در گیرنده ای با IF از 3 تا 40 مگاهرتز نصب کرد. در این حالت فقط باید از مدارهای مناسب در ورودی تراشه DA1 استفاده کنید. فقط طراحی آبشار کلید در ساخت بسیار مهم است. برای تعادل و جداسازی بهتر به محافظ دقیق و آرایش متقارن قطعات نیاز دارد. هنگام تکرار گره، ترانزیستورهای سری KPZOZ، VT2، VT3 - از سری KP903، VT4 - از سری KT316، VT6 - از سری KT361 می توانند به عنوان عناصر VT1، VT5 استفاده شوند. DA1 - K174XA2، DD1 - K155AGZ.

اندازه گیری های داده شده در داده ها پارامترهای بالای گره ایجاد شده را نشان می دهد. تضعیف سیگنال در لحظه باز شدن مسیر سیگنال بیش از 80 دسی بل است. مقدار مشخص کننده حد بالایی محدوده دینامیکی +26 دسی بل است. و مهمتر از همه، خلاص شدن از شر نویز ضربه ای ایجاد شده توسط دارکوب، که امکان دریافت سیگنال های بسیار ضعیف را از ایستگاه های DX فراهم می کرد، ممکن بود. این مقاله به این نتیجه می رسد که نصب این PIP در دستگاه های گیرنده پیشرفته منجر به خراب شدن محدوده دینامیکی آنها نمی شود.

اندازه گیری پارامترهای نویز ضربه ای از "دارکوب" که VK1DN به آن اشاره کرد، نشان داد که این نوسانات بسیار پایدار هستند - با دقت 10 تا 5. این به شما امکان می دهد تا گره را برای تولید یک پالس کنترلی نه با نویز ورودی، بلکه توسط سیگنالی از یک ژنراتور محلی شروع کنید. البته باید بسیار پایدار باشد و بتواند سیگنال خروجی را با در نظر گرفتن فاز سیگنال های دریافتی تصحیح کند.

روی انجیر 6 بخشی از طرح PIP توسعه یافته توسط VK1DN را نشان می دهد. مقاومت های تریمر R3 و R6 پالس کنترل را تصحیح می کنند و بهترین سرکوب نویز را به دست می آورند.

از آنجایی که تشکیل پالس ماشه در واقع به ساخت گیرنده KB بستگی ندارد، VK1DN گنجاندن سوئیچ آبشاری را در مسیر فرکانس پایین گیرنده ممکن می‌داند. علیرغم این واقعیت که در این مورد نمی توان به طور کامل از تداخل خلاص شد و علاوه بر این، سیستم AGC "نفس می کشد"، هنوز هم یک اثر مثبت وجود دارد. در گره می توانید از تراشه K555TL2، ترانزیستور سری KT316 و دیودهای سری KD522 استفاده کنید.

روی انجیر 7 مرحله کلیدی PIP فرکانس پایین و گره راه اندازی آن را نشان می دهد. از آنجایی که VK1DN از ترانزیستور اثر میدانی به عنوان کلید استفاده می کند، طبیعی است که او با مشکل خزیدن پالس های کنترلی در مسیر سیگنال مواجه شد که در ابتدای مقاله ذکر شد. به روش خودش حل کرد. مشخص شد که می توان با کاهش شیب جلو و پوسیدگی پالس های کنترلی، این تداخل ها را به میزان قابل توجهی کاهش داد.

برای انجام این کار، در خروجی مرحله بافر روی تقویت کننده عملیاتی DA1، که ژنراتور این پالس ها را از بقیه دستگاه جدا می کند، یک خازن با ظرفیت بالا C1 - 33 μF نصب شد. همراه با عناصر C2 و VD1، یک پالس مثلثی با دامنه 9 ولت از یک پالس مستطیلی را تشکیل می دهد. ترانزیستور VT1 با ولتاژ 7 ولت در پایه خود بسته می شود (برای ترانزیستور MPF102). در گره می توانید از تراشه K140UD7، ترانزیستور سری KPZ0Z، دیود سری KD522 استفاده کنید.

طبق VK1DN، برای جلوگیری از نفوذ تداخل به مسیر LF، مطلوب است که آبشارهای دیجیتال از یک منبع جداگانه تغذیه شوند. سیگنال کنترلی به PIP فرکانس پایین باید از خروجی عنصر DD1.5 و سیگنال فرکانس بالا از ترانزیستور VT1 تامین شود (شکل 6 را ببینید). این برای اطمینان از اینکه پالس کنترل دارای قطبیت مطلوب است، لازم است.

از آنجایی که هیچ اطلاعاتی در منبع اصلی در مورد نحوه انجام مرحله کلید در VK1DN RF PIP وجود ندارد، هنگام تکرار یا آزمایش باید به آن توجه کرد.

اس. کازاکوف

ادبیات:

2. Van Zant F. Solid Noise Blanker.- QST, 1971, No. 7, p. 20،

3. هاوکر پی. مباحث فنی.- ارتباطات رادیویی، 1978، شماره 12، ص. 1025.

4. Nicholls D. Blankihg woob-pecker - رادیو هارن، 1982، شماره 1، ص. 20.

5. Ronde U. افزایش دامنه دینامی گیرنده - QST، 1980، شماره 5، ص. 16.

6. Nicholls D. Blanking the Woobpecker - رادیو هام، 1982، شماره 3، ص. 22.