共模扼流線(xiàn)圈根據干擾和信號的傳輸方式來(lái)進(jìn)行區分

之前出現的片狀鐵氧體磁珠和片狀三端子電容器是利用干擾頻率比信號頻率稍高的原理，將之作為低通濾波器來(lái)選擇性地消除干擾。共模扼流線(xiàn)圈雖然也是干擾濾波器，但其原理是根據傳導方式的不同來(lái)區分干擾和信號，而非頻率的差別。因此有必要先了解共模和差模這兩種傳導方式。

共模和差模

通常，基板上電氣電路中從某處流出的電流會(huì )通過(guò)負荷到達別的電路，經(jīng)由基板上的其他路線(xiàn)流回來(lái)。（很多時(shí)候返回路線(xiàn)為基板的接地層）這即為差模流動(dòng)方式。


另一方面，雖然不存在明確的架線(xiàn)，但卻存在別的傳導線(xiàn)路。因基板上的各配線(xiàn)和作為基準的大地之間會(huì )產(chǎn)生微弱的寄生電容，因此形成由大地流出再由相反方向向大地折回的傳導路線(xiàn)。這就叫共模。


與地間的寄生電容雖然很微弱，但當信號頻率增大時(shí)，微弱的寄生電容電阻降低，則共模電流容易通過(guò)。一般共模電流不會(huì )主動(dòng)通過(guò)電子 電路，但當電源電路或驅動(dòng)器IC的地線(xiàn)松動(dòng)時(shí)，其所驅動(dòng)的電路整體也會(huì )不穩定，從而形成共模干擾。此電路中如有連接外部的電纜，電纜中也會(huì )有共模電流通 過(guò)，由于其電位相對地不穩定，故形成干擾電波射出。[page]


共模扼流線(xiàn)圈是僅對共模電流作用的靜噪濾波器

共模扼流線(xiàn)圈是利用上述共模和差模的傳導方式區分噪聲和信號的靜噪濾波器。一句話(huà)概括，即為僅作用于共模的濾波器。圖3為共模扼流線(xiàn)圈的原理圖。

共模扼流線(xiàn)圈是將2根導線(xiàn)纏繞在一個(gè)磁芯上（高頻使用時(shí)是鐵氧體磁芯）。如此就有4個(gè)接頭。兩個(gè)纏繞方向互為反向。當共模電流通 過(guò)這種線(xiàn)圈時(shí)，各線(xiàn)圈因電磁誘導現象產(chǎn)生磁通量，但因產(chǎn)生的磁通量方向相同，從而彼此增強，電感性能得以提高。而當線(xiàn)圈中通過(guò)差模電流時(shí)，因產(chǎn)生的磁通量 方向相反，磁通量相互抵消。由此電感對差模電流的作用消失。如此，形成在共模扼流線(xiàn)圈中電感對差模沒(méi)有作用，僅對共模作用的濾波器。

共模扼流線(xiàn)圈的優(yōu)點(diǎn)

共模扼流線(xiàn)圈有2個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
①即使信號和噪聲的頻率重合，只要傳導方式不同，就能清除噪聲。
②即使通過(guò)差模大電流，也不會(huì )出現磁芯飽和從而導致性能下降

共模扼流線(xiàn)圈最大的特點(diǎn)就是不用借助頻率就能分離噪聲和信號。最近高速差動(dòng)傳遞作為電子設備信號傳遞方法使用的情況不斷增加。USB、SATA、HDMI 是高速差動(dòng)傳遞的代表。高速差動(dòng)傳輸線(xiàn)中的信號頻率很高，故而無(wú)法像鐵氧體磁珠那樣，利用頻率區分噪音和信號的濾波器無(wú)法將之適當分離。若是重視對信號的 影響，就無(wú)法清除噪聲；若是重視清除噪聲，則一部分信號也會(huì )衰減，影響信號的質(zhì)量。共模扼流線(xiàn)圈是根據傳遞方式分離信號和干擾，因此即使通過(guò)高速信號，只 要是差模，就不會(huì )造成影響。高速差動(dòng)傳輸線(xiàn)中的信號只有原則差模，此處構成干擾的主要是共模，因此通過(guò)使用共模扼流線(xiàn)圈，可在不影響高速信號的情況下有效 消除共模干擾。


因輸入電源的工業(yè)電源線(xiàn)或AC接合器的次側接電纜，此電纜有時(shí)會(huì )成為干擾發(fā)射天線(xiàn)，造成問(wèn)題。若在此使用鐵氧體磁珠或正常模扼流 線(xiàn)圈等差模用電感型濾波器，則通過(guò)此處的大電流會(huì )使磁芯磁性飽和，電感性能將大幅下降。此時(shí)，共模扼流線(xiàn)圈就起到作用。在共模扼流線(xiàn)圈中，差模電流產(chǎn)生的 磁通量彼此抵消，不會(huì )發(fā)生磁性飽和。因此共模扼流線(xiàn)圈在大電流電源線(xiàn)的噪聲對策中也得到廣泛運用。[page]

共模扼流線(xiàn)圈之例


用于A(yíng)C電源線(xiàn)時(shí)，因有高壓電，故進(jìn)行了充分的安全性考慮。而用于高速信號線(xiàn)時(shí)，則主要考慮片狀結構，以便滿(mǎn)足小型化的要求。另 外，在鐵氧體磁芯上卷線(xiàn)的卷線(xiàn)型和應用濾波器線(xiàn)圈的濾波器型系列也正被產(chǎn)品化。卷線(xiàn)型的特點(diǎn)是高性能，而濾波器型的特點(diǎn)則是小型。圖6為卷線(xiàn)型片狀共模扼 流線(xiàn)圈的結構示例。2根線(xiàn)同時(shí)纏繞使去線(xiàn)與回線(xiàn)毗鄰，線(xiàn)與線(xiàn)之間的磁性相互結合，共模和差模的選擇性增高。

[page]共模扼流線(xiàn)圈的注意點(diǎn)

到此為止的說(shuō)明都是針對共模扼流線(xiàn)圈不會(huì )影響差模方式而言的，但其實(shí)這是共模扼流線(xiàn)圈的理 想情況。實(shí)際上，線(xiàn)圈間產(chǎn)生的磁通量會(huì )有一部分殘留下來(lái)，成為一部分電阻。雖然這種差模電阻十分微弱，但在信號頻率很高時(shí)，有必要考慮這種影響。圖7為實(shí) 際的片狀共模扼流線(xiàn)圈電阻曲線(xiàn)由圖可知差模電阻在1GHz左右時(shí)升高。最近，低壓差模電阻的片狀共模扼流線(xiàn)圈也正被逐漸產(chǎn)品化，在處理Display Port和USB3.0等頻率很高的信號時(shí)，相應片狀共模扼流線(xiàn)圈的選擇是很重要的。備有高速差動(dòng)線(xiàn)方面的片狀共模扼流線(xiàn)圈選擇指南，請參考。