在當(dāng)前電子產(chǎn)品中,絕大多數(shù)的高速信號(hào)都使用地差分對(duì)結(jié)構(gòu)。
差分結(jié)構(gòu)有一個(gè)好處就是可以降低外界對(duì)信號(hào)的干擾,但是由于設(shè)計(jì)的原因,在傳輸結(jié)構(gòu)上還會(huì)受到共模噪聲的影響。
共模噪聲濾波器就可以用于抑制不必要的共模噪聲,而不會(huì)對(duì)信號(hào)造成不利影響。
共模濾波器的選型
共模濾波器的選型方法,原則上,有不衰減數(shù)字信號(hào)、衰減噪聲兩個(gè)步驟。
首先,為了使數(shù)字信號(hào)無(wú)失真地通過(guò),選擇差分模式插入損耗小的器件。如圖所示,數(shù)字信號(hào)波形的整形至少需要3次~5次以上的諧波成分,因此,通常選擇帶有數(shù)字信號(hào)的奈奎斯特頻率fo的3×fo或者5×fo以上的截止頻率。
另外,在近年的快速傳輸方面,為了補(bǔ)償高頻成分的衰減,一般會(huì)在發(fā)送端和接收端進(jìn)行加重和均衡處理。此時(shí),通過(guò)規(guī)范的一致性測(cè)試。在實(shí)際使用上如果沒(méi)有問(wèn)題,也可以采用低于3×fo以下頻率的器件。
差分模式特性阻抗的匹配
在差分模式傳輸中,差分模式的特性阻抗是另一個(gè)重要的參數(shù)。(以下特性的阻抗)通常根據(jù)阻抗的規(guī)格中規(guī)定的特性阻抗來(lái)進(jìn)行傳輸線路設(shè)計(jì)。例如, USB2.0的特性阻抗為90Ω,HDMI的阻抗則規(guī)定為100Ω。假設(shè)在傳輸帶寬內(nèi),共模噪聲濾波器大幅度地偏離該特性阻抗時(shí),則會(huì)發(fā)生差分信號(hào)的反射、損失,信號(hào)變差。
圖中所示為帶有相同截止頻率3GHz的共模,但特性阻抗不同的2個(gè)濾波器的HDMI-1080p-Eye眼圖測(cè)試比較結(jié)果。
與具備特性阻抗100Ω的產(chǎn)品相比,特性阻抗為80Ω的濾波器的信號(hào)眼圖比較差。如此一來(lái),還需要注意差分模式的特性阻抗匹配。評(píng)價(jià)該特性阻抗匹配的方法有TDR測(cè)試和S-parameter測(cè)試。
根據(jù)S-parameter進(jìn)行測(cè)試分析,可獲得共模濾波器的頻率軸特性阻抗信息。
通過(guò)TDR測(cè)試,觀察差分模式特性阻抗匹配性
下圖為T(mén)DR測(cè)試的示例,能夠看出連接器、共模濾波器、HDMI-IC及其各器件上的特性阻抗信息。可見(jiàn)松下的共模濾波器充分滿(mǎn)足了HDMI傳輸線的特性阻抗100Ω+/-10Ω,在差分傳輸中具備非常好的阻抗一致性。
然后,是根據(jù)共模噪音衰減頻率特性,選定與共模噪音消除目標(biāo)頻帶相稱(chēng)的產(chǎn)品。
智能手機(jī)的接收靈敏度改善示例
下圖給出使用了共模濾波器時(shí)的測(cè)試智能手機(jī)的蜂窩接收靈敏度的示例,在LCD的Mipi接口部配置共模濾波器,通過(guò)抑制來(lái)自軟電線的放射以改善接收靈敏度。
審核編輯:劉清
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2006
原文標(biāo)題:如何選擇共模噪聲濾波器
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