如何解决快速数字转换的电流数百兆赫兹的谐波

变压器耦合到数字系统的非屏蔽双绞线电缆很容易充当辐射天线，不是因为电缆承载的差分模拟信号，而是因为共模电流由系统数字部分的不需要的杂散耦合引起。来自快速数字转换的这些电流包含数百兆赫兹的谐波，对于必须使系统符合辐射发射限值的设计工程师来说，这可能是一场噩梦。

如果耦合变压器有一个中心抽头电缆连接到的绕组，你可以使用这个水龙头来降低电缆上这些令人讨厌的共模电流的水平。将分接头连接到安静的大地接地提供了一条路径，可以将这些电流无害地分流到地面，然后它们可以潜入电缆并辐射出来（图1）。连接中的电容器提供相同的RF接地功能，但如果电缆的远端也连接到以地为参考的变压器绕组，则对任何60 Hz的接地回路电流都具有高阻抗。这个电容应该只有几百皮法，在变压器抽头和良好的接地之间必须有短引线和电路走线，并且必须具有足够高的额定电压，以承受终端市场所需的高压瞬变。

该技术的工作原理如下：变压器绕组的两端相对于地平衡;也就是说，绕组在每个发送的数据符号上以相等的幅度推动和拉动但极性相反。变压器的中心是绕组平衡的“枢轴”。因此，该枢轴点相对于地面是中性的;实际的接地连接对差分信息信号没有影响。

如果共模信号对两个导体都有影响，则绕组两端产生的电流既往向于中心抽头，又远离中心抽头。同一阶段。该流动导致绕组的两半之间的磁消除，并且所得到的电感非常低，仅导致残余漏电感。通过这种方式，两个导体都具有到地面的低阻抗路径，而不会影响所需的差分信号。请注意，使用RC网络对每个导体进行滤波也可提供低阻抗接地路径;不幸的是，这种滤波器还会破坏高比特率应用中的差分信号。

图1中的技术也有助于降低外部场引起的共模电流的敏感性;不需要的电流无害地通过变压器绕组的每一半并相互抵消。绕组电容 - 共模电压可能影响变压器耦合接收器输入的常用机制 - 不太重要，因为两个导体都具有低阻抗接地路径，导致每个导体上的共模电压最小。

除了中心抽头陷阱之外，使用共模扼流圈会产生真正的共模杀手。这两种技术相互补充，在顽固的情况下将两者结合使用会很有帮助。如图1所示，您可以将共模扼流圈（实际上是侧面的变压器）与电缆对齐，最好是在电缆离开（理想情况下）屏蔽外壳之前的某一点，以避免杂散噪声拾取在扼流圈后的电缆上。在共模扼流圈中发生类似但相反的磁魔法，其必须呈现高串联阻抗而不是共模电流的低并联阻抗。绕组匝数比为1比1，并且极性使得来自差分信号的磁场现在抵消，导致除了漏电感之外的几乎零衰减。另一方面，共模电流会导致磁性添加，从而导致高阻抗并降低不需要的电流水平。

您也可以通过滑动大型铁氧体套管来制作共模扼流圈双绞线的两个导体或通过缠绕一对或多圈双绞线穿过一个大的环形“甜甜圈”。许多铁氧体供应商为此目的制造这些套管和环形线圈。此外，数据通信变压器供应商也可以轻松获得更传统的类似变压器结构的均衡共模扼流圈。