Notions de base de la CEM : mode commun et bruit différentiel

Pour petit rappel,courants différentielss'écoulent dans des directions opposées à travers la source et le chemin de retour, tandis quecourants de mode communcirculer dans la même direction à travers le chemin de source et de retour, complétant le circuit par le chemin de terre.

Comment savoir si vous avez affaire àbruit de mode communoubruit différentiel ? C’est une question courante à laquelle il faut répondre.

Voici une astuce rapide pour vous mettre dans la bonne direction. Bien que ce ne soit pas précis à 100 %, cela aide à démarrer le processus.

Imaginez un médecin vous prescrivant des antibiotiques sans savoir si vous avez une infection bactérienne ou un virus. Il le fait en sachant que si vous avez une infection bactérienne, le médicament fonctionnera et le problème sera résolu. Si le médicament ne fonctionne pas, il sait au moins qu'il a affaire à un virus et vous traitera alors en conséquence.

Donc dans notre cas, vous pouvez simplement appliquer unferrite à pince sur un câble, en gardant à l'esprit que les deux lignes (Vcc et masse) seront dans ce câble. Si le bruit est réduit (ou l'immunité est augmentée), il s'agit alors d'un problème de mode commun. S'il n'y a aucun effet, c'est un problème de mode différentiel.

Par conséquent, au niveau de la carte, s'il s'agit d'un problème de mode commun, vous pouvez utiliser une self de mode commun. Si le problème vient du mode différentiel, une ferrite à puce peut être utilisée.

Les ferrites à pince sont généralement fabriquées avec deux types de matériaux différents : le zinc-manganèse (MnZn) et le zinc-nickel (NiZn).

Nickel-zincpeut être utilisé dans des situations de bruit conduit ou rayonné à hautes fréquences.Zinc manganèseest principalement utilisé pour le bruit conducteur à basse fréquence car sa perméabilité plus élevée donne plus d'impédance.

Cette image fournit une ligne directrice sur le matériau à utiliser en fonction de votre situation. Bien sûr, il y a des exceptions, mais c’est ce qui nous paraît typique.

Ici, nous avons une représentation visuelle du fonctionnement d’une self de mode commun.

Les flèches rouges représentent unsignal différentiel entrer. C’est un signal utile. Cela crée un champ magnétique à l’intérieur du noyau allant dans une direction, selon la règle de droite.

Le signal différentiel retourne ensuite à la source, ce qui crée un autre champ magnétique, selon la règle de droite. Ces deux champs s'annuleront dans le noyau.

Le bruit de mode commun crée également un flux magnétique à l'intérieur du noyau, mais cette fois les deux signaux de bruit sont dans la même direction, comme le montrent ici les flèches noires, ce qui entraîne l'addition des champs magnétiques. Le noyau répondra avec une haute impédance au bruit indésirable.

Il faut garder à l'esprit lors de l'utilisation d'un filtre en mode commun qu'il existe une impédance différentielle qui pourraitatténuer le signal utile. Comme le montre le graphique de la figure 6, la ligne bleue représente l'impédance de mode commun et la ligne pointillée rouge montre l'impédance différentielle.

Cela signifie que si le signal est à 100 MHz, en utilisant cette solution en mode commun, il y aura une atténuation involontaire du signal due à l'impédance différentielle.

Voici un exemple précis. La ligne bleue représente l'impédance en mode commun et la ligne pointillée rouge montre l'impédance en mode différentiel. Le signal utile est indiqué par la ligne noire épaisse juste à 4 MHz.

Cela fait bon usage des selfs de mode commun, avec une impédance de mode commun élevée juste à 4 MHz et une faible impédance de mode différentiel.

Par conséquent, l’impact sur le bruit est élevé et l’impact sur le signal utile est réduit au minimum. Lors de la lecture des fiches techniques, vérifiez à la fois l'impédance de mode commun et l'impédance de mode différentiel pour cette pièce.

Il existe deux types d'enroulements utilisés dans une self de mode commun : sectionnel et bifilaire.

Composants à enroulement sectionnel sont particulièrement utiles dans les applications d'alimentation électrique car les lignes haute tension doivent être séparées par une distance minimale. Ils peuvent également être utilisés comme inducteurs pour atténuer le bruit en mode différentiel. Étant donné que les composants sectionnels ont une inductance de fuite plus élevée, ils atténuent le bruit en mode différentiel ainsi que le bruit en mode commun.