噪音抑制產品 / EMI 抑制濾波器 / ESD 保護裝置
雜訊抑制濾波器指南
抗噪基礎知識 [第 13 課] 運用共模扼流圈於訊號線路
本文——提供有關在訊號線中使用共模扼流圈的相關資訊。
1. 共模扼流圈的偏移改善功能
在訊號線中使用共模扼流圈的主要原因在於消除共模雜訊，但由於共模扼流圈採用變壓器的運作原理，因此可預期其在差分傳輸電路中能發揮時序偏移校正功能。 理想情況下，差分傳輸電路中的兩條線路均應設計為平衡狀態，但製造上的不一致等因素可能導致其失衡。這會造成兩條線路信號到達時間之間出現差距，進而導致傳輸信號產生時序偏移（圖 1）。
在這種情況下，加入共模扼流圈可以減少時序偏差。
圖 2 顯示了共模扼流圈如何改善時序偏差特性。
共模扼流圈的結構與變壓器相同，因此當兩條線路的上升沿與下降沿時序不平衡時，共模扼流圈可透過在對側產生感應電動勢，確保電流保持平衡。 這種行為能使差分訊號的時序對齊，從而改善時序偏移特性。
圖 3 顯示了實際的實驗測試結果。
在測量了信號路徑長度刻意設定不等的差分傳輸線波形後，我們可以發現，當未使用濾波器（共模扼流圈）時，DOUT+ 與 DOUT- 的上升沿與下降沿的時序會產生偏移。 當兩條線路處於平衡狀態時，DOUT+ 與 DOUT- 的加總值應為固定數值，但在本例中，由於平衡狀態遭到破壞，因此會出現某種程度的波動。
加入共模扼流圈後，可使兩條線路的上升沿與下降沿的時序對齊，因此將 DOUT+ 與 DOUT- 相加後，所得電平大致保持恆定，顯示偏斜特性已得到改善。
2. 共模扼流圈等效電路圖
「老手」是本文中較為常見的俚語，但可能並非全球各地都能理解。我建議使用其他術語，例如「業界資深人士」應該已經知道這一點，但由於我們偶爾會收到相關提問，因此我們將藉此機會說明共模扼流圈等效電路圖中黑色圓點的含義。
下圖 4 為共模扼流圈等效電路的示意圖。
其結構基本上與變壓器相同。在示意圖中，線圈的一側有兩個黑色圓點。
有時會有人詢問，這些點是否表示線圈纏繞的起點，但事實上，它們並非表示點的位置處存在某種結構；而是用來標示兩個線圈之間磁耦合的方向性。關於共模扼流圈的結構，已於先前的一篇文章中進行過說明。 為了能作為共模扼流圈運作，兩個線圈所產生的磁通量必須增強共模電流，並抵消差模電流。
因此，若兩組線圈的繞組方向不一致，其運作效果將產生相反的效果。
當等效圖中黑點位於線圈的同一側時（如上文圖 5 的上圖所示），磁耦合便會發揮共模扼流圈的功能；但當黑點位於不同側時（如下圖所示），線圈則不會發揮共模扼流圈的功能。
由此可見，黑點的位置標示了線圈磁耦合的方向性，但並不能告訴我們在兩個黑點所在的那一側是否存在任何特定事物。
請注意，黑色圓點的原始用途是為了在變壓器的情況下標示電壓極性。
*本文所載資訊以發佈當日為準。請注意，該資訊可能與最新資訊有所不同。
