Kysymys:
Mitä tarkalleen tapahtuu signaaleille, jotka osuvat yhteisen tilan rikastimeen?
K.Mulier
2017-07-27 15:21:18 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Yritän ymmärtää paremmin yhteisen tilan rikastimen taustalla olevat periaatteet. Tein muutaman piirustuksen selventääksesi.


Differentiaalitilan signaalit

Differentiaalivirrat (differentiaalijännitteiden ohjaamat) synnyttävät induktorisydämessä yhtäläiset mutta vastakkaiset magneettikentät B :

enter image description here

Nämä magneettikentät estävät toisiaan, joten ytimen nettovuo on nolla. Sellaisina nämä differentiaalivirrat eivät "tunne" mitään impedanssia.


Yhteisen tilan signaalit

Sen sijaan yhteismoodivirrat synnyttävät ytimessä yhtäläiset ja additiiviset magneettikentät. Siksi he "tuntevat" korkean impedanssin eivätkä pääse läpi (tai läpi tuleminen tarkoittaa, että he ovat erittäin vaimennettuja).

enter image description here

Mutta mitä tarkalleen tapahtuu? Minulla on useita teorioita, jotka kuvaan alla.


Yhteisen tilan signaalit - teoria 1

Ensimmäinen ajatukseni olisi, että yhteisen tilan signaali osuu rikastimeen ja luo magneettivuon sisälle. Tällöin menetetään paljon energiaa (hystereesi ja ehkä muut vaikutukset) lämpönä. Vain pieni osa pääsee läpi:

enter image description here

enter image description here

Millainen yleisen tilan rikastin käyttäytyisi tällä erityisellä tavalla? Jännitepiikin "polttaminen" näyttää minulle erittäin toivottavalta vaikutukselta.


Yhteisen tilan signaalit - teoria 2

Ehkä jännitepiikki ei todellakaan saa mahdollisuutta kerätä paljon magneettivuotoa ytimeen, tai ehkä ydin ei yksinkertaisesti ole tarpeeksi "häviöllinen". Jännitepiikki palautuu sydämestä ja kääntyy takaisin. Vain pieni osa pääsee läpi:

enter image description here

Vaikka rikastimen oikealla puolella oleva järjestelmä on suojattu, vasemmanpuoleisen järjestelmän on käsiteltävä heijastuneita signaaleja. Ikäviä asioita, kuten seisovia aaltoja, saattaa ilmetä.


Omat kysymykset

Minulla on muutama kysymys sinulle:

  1. Luuletko, että teoria 1 tai teoria 2 on uskottavin?

  2. Luuletko tietyntyyppisten tavallisten kuristinten käyttäytyvän yleensä teoriassa 1 kuvatulla tavalla, toiset taas teoriassa 2?

  3. Ehkä molemmat teoriat ovat aivan väärässä.Jos näin on, mitä itse asiassa tapahtuu?

Valaise minua.

Kolme vastused:
bobflux
2017-07-27 17:31:19 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Lisätään Andyn vastaukseen, eikä sinun tarvitse toistaa sitä, mitä hän kirjoitti.

Kirjoittaessani luulen, että ongelmasi liittyy enemmän kuristimen toiminnan intuitiiviseen ymmärtämiseen. Harkitse induktoria:

enter image description here

Tällä induktorilla on vain yksi johto. Läpivirtaava virta luo magneettivuon, jonka kela itse ottaa vastaan ​​ja luo jännitteen, joka vastustaa virran muutosta. Oletan, että tiedät siitä.

Jaa nyt johto pituussuunnassa. Sinulla on nyt sama induktori, mutta kaksi johtoa on kiedottu samaan suuntaan:

enter image description here

Yhteismoodivirta kulkee näiden johtojen läpi samaan suuntaan. Siksi ei ole väliä onko sinulla yksi johto, joka kuljettaa virtaa I, vai kaksi johtoa, joista kukin kuljettaa I / 2: ta.

(Jos molemmat johdot on kytketty kuten Andyn ensimmäisessä kuvassa, tulos on sama kuin yhdellä johdolla).

Ensimmäinen ajatukseni olisi, että yhteisen tilan signaali osuu rikastimeen ja luo magneettivuon sisälle. Tällöin menetetään paljon energiaa (hystereesi ja ehkä muut vaikutukset) lämpönä. Vain pieni osa pääsee läpi

Joten se ei toimi näin. Se on yksinkertaisesti induktori, joka ei toimi differentiaalisignaaleihin, vain yhteismoodisignaaleihin. Se lisää tavallisen impedanssin induktanssinsa vuoksi.

Mutta miten se poistaa melun?

Yksinkertainen. Se on induktori, joten se estää suurtaajuisen yhteismoodivirran kulkua yksinkertaisesti lisäämällä impedanssia.

enter image description here

Tässä kahdella vaihtovirtalähteellä "Vhc1" ja "Vhc2" on sama arvo, joten ne lisäävät yhteismoodin jännitemelun kohtiin "LINE1" ja "LINE2".

Tämä kohinajännite johtaa rikastimen, sitten oikealla olevan laitteen läpi kulkevaan virtaan, ja tämä virta palaa joko nimenomaisen maan (jos molemmat vaihteet on maadoitettu) tai minkä tahansa keinon avulla, jonka se voi löytää (loistaudit kapasitanssi ilman kautta tai muut kaapelit, jotka on kytketty muihin laitteisiin).

Kaapeleiden läpi kulkeva HF-yhteismoodivirta muuttaa ne antenneiksi, mikä on huono idea.

Rikastin lisää impedanssin piiriin ja vähentää siten virtaa. Yksinkertainen.

enter image description here

Yllä olevassa kuvassa vasemmalla oleva rikastin lisää yhteisen moodin impedanssin linjaan ja korkit lyhentävät jäljellä olevan yhteisen moodin kohinan maahan. Tämä on periaatteessa jännitteenjakaja tai LC-alipäästösuodatin, paitsi että se käsittelee kahta johtoa yhden sijasta.

Ajattele "jännitteenjakaja". Rikastin lisää melulähteen impedanssia, mikä antaa korkkeille paremman suodatusvaikutuksen.

Johtojen käämisellä voi olla erilaisia ​​vaikutuksia. Parhaan mahdollisen suodatuksen aikaansaamiseksi kierrä johdot yhteen (tai kierrä koko kaapeli magneettisen ytimen ympärille). Näyttämillä rikastimilla on jonkin verran etäisyyttä kahden johtimen välillä, joten tavallisen tilan suodatustehokkuus on hieman pienempi. Kahden johtimen välinen eristys on kuitenkin paljon parempi, ja tämä käämi lisää myös differentiaalitilan induktanssin kussakin johtimessa, mikä saa komponentin suorittamaan kaksi roolia.

Voidaan käyttää useampaa kuin kahta johtoa. Itse asiassa voit pujottaa kokonaisen kaapelin ferriittisydämen läpi (etsi tietokoneelta USB-kaapeli, jolla on yksi näistä):

enter image description here

Kaavio kertoo kaapelillesi lisätyn impedanssin tavallisessa tilassa.

Ferriittikuristimet ovat myös häviöllisiä. Tämä tarkoittaa, että materiaali on suunniteltu olemaan melko ahdas muuntaja, matalalla hyötysuhteella korkealla taajuudella. Sillä on korkea hystereesi. Tämä tarkoittaa, että se muuttaa HF-magneettikentät lämmöksi. Joten tietyn taajuuden yläpuolella induktori lakkaa olemasta induktiivinen ja käyttäytyy enemmän kuin vastus.

Jos laitat rikastimen kaapelille, se, että se on häviöllinen, on erittäin hyödyllinen, koska se tappaa resonanssit, jotka muuten saattavat muuttaa kaapelin tehokkaaksi antenniksi.

EDIT

Tarkista ferriittihelmen impedanssi.Tämä ei ole yleinen tila rikastin, mutta mielenkiintoiset ominaisuudet ovat itse ferriittimateriaalissa.Jos se olisi kaksisuuntainen haava, tavallisella impedanssilla olisi samat ominaisuudet.

enter image description here

( lähde)

"X" -merkitty osa on induktiivinen impedanssi.Ja "R" -merkitty osa on vastus.Tämä osa imisi induktorina, sillä olisi erittäin matala Q, paljon tappioita, ei mitenkään tehdä viritettyä LC-säiliöpiiriä sillä.Häviöt ovat kuitenkin hienoja juttuja, kun haluat muuttaa korkeataajuisen melun lämmöksi.

On olemassa paljon erilaisia ferriittimateriaaleja, jotkut on optimoitu pienille häviöille ja niistä valmistetaan laadukkaita induktoreita, toiset on optimoitu suurille häviöille tietyillä taajuuksilla.

Jos se on määritelty "EMI-vaimennukseksi" tai "ferriittihelmeksi" tai "rikastimeksi" eikä induktoriksi, saat häviöllisiä materiaaleja.Sitten sinun on tarkistettava impedanssikäyrä varmistaaksesi, että ne suodattavat haluamasi taajuudet.

Kiitos paljon.Kirjoitit täydellisen artikkelin aiheesta!Haluaisin siirtyä viimeisiin kappaleisiisi.Sanotte: "Myös ferriittirikastimet ovat häviöllisiä. ... se, että se on häviöllinen, on erittäin hyödyllinen, koska se tappaa resonanssit."Voisitko ehkä mennä syvemmälle tähän aiheeseen?Kuinka voin erottaa häviöllisen ja häviöttömän yhteisen tilan suodattimen ja mitkä kaaviot auttavat minua arvioimaan niitä?
tutustu yllä olevaan muokkaukseen
Paljon kiitoksia muokkauksesta.Valitettavasti monet yleisen tilan kuristimet-taulukot antavat vain kuvaajan, joka näyttää kokonaisimpedanssin Z, ei jakamalla sitä R- ja X-komponentteihin. Ferriittisydämen häviöt ovat täydellisiä melun "polttamiseksi".Mutta eikö ole suositeltavaa laittaa rinnakkaiskondensaattoreita ennen yhteisen tilan rikastinta tai sen jälkeen?Kuinka laskisit ne niin, ettei ilkeitä sointi- ja värähtelyvaikutuksia tapahtuisi?Paljon kiitoksia kaikesta avusta :-)
Yllä olevassa verkkosuodatinesimerkissä on korkit.Kuitenkin, jos laitteesi on esimerkiksi omavoimainen USB-laite, kuten pieni HDD-kotelo, ei ole maadoitusta, johon liittää korkit.Joten ainoat keinot vähentää yhteismoodin kohinaa ja estää kaapelia olemasta antenni, eivät ole alun perin tuottaa kohinaa tai lisätä kaapelin yhteismoodin impedanssia rikastimella.
@DanielTork En ole varma mitä kysyt ... Induktori toimii näin: kelassa oleva virta luo magneettikentän, joka luo magneettivuon samaan kelaan, mikä luo käämin sisällä jännitteen, joka vastustaa virran muutosta.Tavallisessa tilassa rikastimessa on 2 kelaa 1 sijasta. Kun virta kulkee kahdessa kelassa vastakkaiseen suuntaan, ne muodostavat vastakkaisen napaisuuden magneettikentät, jotka kumoavat, joten se ei luo magneettivuotoa eikä indusoi jännitettä keloihin.
Kuitenkin, jos virta "i" virtaa kussakin kelassa samaan suuntaan, se on sama kuin yksi kela virran "2i" kanssa.Kunkin käämin luomat magneettikentät summautuvat sen sijaan, että ne peruuttaisivat.Joten ne luovat magneettikentän (kuten induktanssin), joka luo vuon, joka indusoi saman jännitteen molemmissa keloissa vastustamaan virran vaihtelua.
Käämeissä indusoitu jännite on vastuussa luodusta impedanssista, eikö?Koska magneettikentät indusoivat tämän jännitteen, niin kun ne kumoavat toisensa, indusoitu jännite myös peruutetaan => differentiaalivirta ei näe käytännössä impedanssia.Näin minä sen näen.
"keloissa indusoitu jännite on vastuussa luodusta impedanssista" -> Kyllä, olet oikeassa.Rikastimella on alhainen differentiaalinen impedanssi kentän peruutuksen takia ja korkea yhteisen moodin impedanssi, koska kentät summautuvat.Voit käyttää myös päällekkäisyyslausetta, jos se helpottaa ymmärtämistä.
Luulen, että ymmärsin sen melko selvästi.Minusta on mielenkiintoista, että induktorin impedanssia voidaan ohjata ulkoisella magneettikentällä.Jos otan yhden induktorin ja jotenkin onnistun viemään magneettikentän sen ytimeen vastakkain sen itse aiheuttamaan kenttään, voin hallita nykyistä läpi kulkevaa virtaa.Voin ehkä tehdä sen kestomagneettilla ...
ei, se ei toimi näin, koska indusoitu jännite on magneettivuon johdannainen.Koska vakiolla magneettikentällä on nolla johdannainen, se johtaa nollaan indusoituun jännitteeseen ...
* Tasaus: Pystyn hallitsemaan virtaa kaikilla vaihtelevilla magneettikentillä, jotka pystyn johtamaan kelan ytimeen niin, että se vastustaa sen itse luomaa magneettikenttää.
tässä tapauksessa se on muuntaja;)
Silti kestomagneettia voidaan käyttää vaihtelevien magneettikenttien tuottamiseen, kuten dynamoissa.Koko ajatukseni tämän kommenttiketjun takana oli, että induktorin impedanssi reagoi ytimensä aiheuttamiin vaihteleviin magneettikenttiin, joita ei tarvitse luoda sähkövirran avulla.Se kiehtoi minua ja myös syy, miksi pyysin selvennystä.Kiitos!
Lorenzo Donati -- Codidact.com
2017-07-27 15:54:42 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Tavallisissa yhteismoodin kuristimissa differentiaalimoodin impedanssi pienenee olennaisesti langan vastuksiksi, kun taas yhteismoodin impedanssi on suurimmaksi osaksi induktiivinen, langan vastus on pieni komponentti.

Koska mitä suurempi induktanssi on, sitä suurempi on yhteismoodin signaalin vaimennus, tavoitteena on suurempi induktanssi. Tämä johtaa malleihin, joiden tarkoituksena on välttää ytimen kyllästyminen ja ydinhäviöt, joten vaikka ferromagneettisen ytimen epälineaarisuus otetaan huomioon, tavallinen, kaksikääminen, tavallisempi kuristin aiheuttaa olennaisesti induktiivisen impedanssin yhteisen moodin signaalille. / p>

Siksi rikastimen sisällä haihdutetaan hyvin vähän virtaa, joten yhteisen moodin signaali "heijastuu olennaisesti takaisin" siitä, mistä se tuli (teoriasi nro 2).

Katso tämä asiaa koskeva ST: n asiakirja:

Erityisesti nämä otteet (kursivointi minun):


enter image description here

[...]

enter image description here


Aivan yksiselitteisesti: se, että induktiivinen impedanssi merkitsee heijastusta lähteeseen, riippuu energiansäästöperiaatteesta. Koska oleellisesti ei ole resistiivistä komponenttia, joka voisi selittää yhteismoodin signaalin energian häviämisen (muunnetaan lämpöksi), kyseisen energian täytyy mennä jonnekin muualle: se varastoidaan (väliaikaisesti) magneettikenttään joka kerääntyy rikastimeen ja heijastuu takaisin mistä se tuli.


Todellisella CM-kuristimella on kuitenkin monimutkaisempi käyttäytyminen, lähinnä loiskapasitanssin takia, ja se näyttää resonanssipiikin impedanssin suuruudessaan, kuten sininen käyrä osoittaa (samasta yllä linkitetystä asiakirjasta):

enter image description here

Mielenkiintoista, kiitos paljon :-).En vain ymmärrä alla olevaa kuvaa.Miksi sininen käyrä - yhteismoodin impedanssi - on vain 3 ohmia alle 30 MHz: n taajuuksilla?Itse asiassa näillä taajuuksilla differentiaalimoodin impedanssi näyttää olevan korkeampi kuin tavallisen moodin impedanssi.Tuo on outoa...
@K.Mulier Se ei ole outoa, jos ymmärrät yllä olevien otteiden yhtälöt.Yhtälöstä 8.9 näemme, että matalilla taajuuksilla, ts. F & 0; 0, Z1diff = R1 abd Z2diff = R2.Yhtälöistä 6,7 näemme, että Z1cm≅R1 ja Z2cm≅R2.Tämä viimeinen likimääräinen tasa-arvo on paremmin arvioitu, kun kytkentäkerroin k lähestyy 1, mikä on vain teoreettista.Jos L1 ja L2 eivät täsmää M: n kanssa, Z1cm on suurempi kuin Z1diff.Sama pätee Z2: een.BTW, puhumme impedanssin suuruudesta.
Andy aka
2017-07-27 15:54:43 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Normaaleille differentiaalivirroille nämä kaksi käämiä "vähentävät" induktanssinsa tehokkaasti ja siten virtaa tuskin estetään.

Kun virta on yhteinen tila, molempien kelojen täysi induktanssi on läsnä ja siten virta on paljon voimakkaammin estetty.

Alla on kuva, josta pitäisi olla apua.Näytetään yksi tulo ja lähtö, jotka osoittavat erilaiset impedanssit, jotka saat, kun käännät yhden virran suunnan.

Ensimmäinen skenaario on yhteisen tilan virta, jonka haluaisimme estää: -

enter image description here



Tämä Q & A käännettiin automaattisesti englanniksi.Alkuperäinen sisältö on saatavilla stackexchange-palvelussa, jota kiitämme cc by-sa 3.0-lisenssistä, jolla sitä jaetaan.
Loading...