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Leitfaden für Rauschunterdrückungsfilter
Grundlagen der Rauschunterdrückung [Lektion 13] Verwendung von Gleichtaktdrosselspulen für Signalleitungen
Dieser Artikel enthält Informationen über die Verwendung von Gleichtaktdrosseln für Signalleitungen.
1. Skew-Verbesserungsfunktion von Gleichtaktdrosselspulen
Der Hauptgrund für die Verwendung von Gleichtaktdrosselspulen in Signalleitungen ist die Eliminierung von Gleichtaktrauschen. Da Gleichtaktdrosselspulen jedoch das Funktionsprinzip eines Transformators nutzen, kann man davon ausgehen, dass sie in einem differentiellen Übertragungskreis eine Funktion zur Korrektur des Versatzes erfüllen. Im Idealfall sind beide Leitungen einer differentiellen Übertragungsschaltung symmetrisch ausgelegt, doch können Faktoren wie Fertigungsinkonsistenzen dazu führen, dass sie unsymmetrisch sind. Dies kann zu einer Lücke zwischen den Signalankunftszeiten der beiden Leitungen führen, was eine Verzerrung des Übertragungssignals zur Folge hat (Abbildung 1).
In solchen Fällen kann das Einfügen einer Gleichtaktdrosselspule den Versatz verringern.
Abbildung 2 zeigt, wie eine Gleichtaktdrosselspule die Skew-Eigenschaften verbessert.
Eine Gleichtaktdrosselspule hat die gleiche Konfiguration wie ein Transformator. Wenn also das Timing der ansteigenden und abfallenden Flanken der beiden Leitungen unausgeglichen ist, kann die Gleichtaktdrosselspule dafür sorgen, dass die Ströme ausgeglichen sind, indem sie eine induzierte elektromotorische Kraft auf der gegenüberliegenden Seite erzeugt. Dieses Verhalten hat zur Folge, dass das Timing der Differenzsignale angeglichen wird, wodurch die Skew-Eigenschaften verbessert werden.
Abbildung 3 zeigt die tatsächlichen Ergebnisse der experimentellen Prüfung.
Nach der Messung der Wellenformen von Differenzübertragungsleitungen mit absichtlich ungleich langen Signalwegen können wir feststellen, dass das Timing der ansteigenden und abfallenden Flanken von DOUT+ und DOUT- verzerrt ist, wenn kein Filter (Gleichtaktdrosselspule) verwendet wird. Die Addition von DOUT+ und DOUT- sollte einen festen Wert ergeben, wenn die beiden Leitungen symmetrisch sind, aber in diesem Fall gibt es eine gewisse Abweichung, weil das Gleichgewicht gestört ist.
Das Einfügen einer Gleichtaktdrosselspule gleicht das Timing der steigenden und fallenden Flanken der beiden Leitungen an, so dass die Addition von DOUT+ und DOUT- einen annähernd konstanten Pegel ergibt, was zeigt, dass die Versatzmerkmale verbessert wurden.
2. Ersatzschaltbild der Gleichtaktdrosselspule
"Alte Hasen" ist ein etwas umgangssprachlicher Ausdruck, für diesen Artikel. Und wird vielleicht nicht global verstanden. Ich schlage einen alternativen Begriff vor, wie z. B. "Industrieveteranen", die dies bereits wissen, aber da wir manchmal Fragen erhalten, werden wir diese Gelegenheit nutzen, um die Bedeutung der schwarzen Punkte im Ersatzschaltbild der Gleichtaktdrosselspule zu erklären.
Abbildung 4 zeigt das Ersatzschaltbild einer Gleichtaktdrosselspule.
Der Aufbau ist im Grunde derselbe wie bei einem Transformator. In der Abbildung sind zwei schwarze Punkte an einer Seite der Spule zu sehen.
Manchmal werden wir gefragt, ob diese Punkte anzeigen, wo die Spulenwicklung beginnt, aber in Wirklichkeit sagen sie uns nicht, dass an der Stelle der Punkte etwas vorhanden ist; sie zeigen vielmehr die Richtung der magnetischen Kopplung der beiden Spulen an. Der Aufbau einer Gleichtaktdrosselspule wurde in einem früheren Artikel beschrieben. Um als Gleichtaktdrossel zu funktionieren, muss der von den beiden Spulen erzeugte magnetische Fluss den Gleichtaktstrom verstärken und den Gegentaktstrom aufheben.
Wenn also die Wicklungsrichtung der beiden Spulen nicht gleich ist, funktionieren sie auf entgegengesetzte Weise.
Wenn die schwarzen Punkte auf derselben Seite der Spulen im Äquivalenzdiagramm angeordnet sind, wie im oberen Diagramm in Abbildung 5 oben, funktioniert die magnetische Kopplung als Gleichtaktdrosselspule, aber wenn die Punkte auf verschiedenen Seiten liegen, wie im unteren Diagramm, funktionieren die Spulen nicht als Gleichtaktdrosselspule.
Auf diese Weise gibt die Position der schwarzen Punkte die Richtung der magnetischen Kopplung der Spulen an und sagt nichts darüber aus, ob auf der Seite, auf der die beiden Punkte erscheinen, etwas Bestimmtes vorhanden ist.
Beachten Sie, dass der ursprüngliche Zweck der schwarzen Punkte darin bestand, die Spannungspolarität im Falle eines Transformators anzuzeigen.
*Die in diesem Artikel enthaltenen Informationen waren zum Zeitpunkt der Veröffentlichung aktuell. Bitte beachten Sie, dass sie von den neuesten Informationen abweichen können.
