EMC入门

【元件篇⑥】一键安装、抑制噪声的钳位滤波器

电子设备中设有诸多的噪声对策，但通过接口与电脑或外设等数字设备连接后，就会产生辐射噪声，或受到外来噪声的干扰。能够高速传输大量数据的接口连接线会成为噪声的产生源和入口。钳位滤波器（带外壳的铁氧体核心）能够以简单的方式减少这类噪声，且发挥令人惊讶的效果。

高速大容量网络时代特有的噪声问题
钳位滤波器是简单而有效的除噪元件
应对静电等电涌噪声时也效果显著

高速大容量网络时代特有的噪声问题

通过高速接口连接线，就能轻松连接各种数字神，瞬间传输大量的视频、音乐等数据。

不过在高速大容量的同时，线路断开、通信速度慢、数据传输错误等问题也频繁发生。其原因之一就是接口连接线等位置发出的噪声，以及通过这些地方侵入系统的噪声。

数字信号的脉冲波在输出时，是从低压转到高压，再从高压转到低压，以令人眼花缭乱的速度转换着。就好像高速行驶的车辆一时间无法转过U型弯一样，脉冲信号在起伏时，会包含超出额定电压的高频成分。这种波形紊乱被称为过冲和下冲。此外因为接口连接线和地面间的浮游容量（电容器成分），方形的脉冲波会产生名为“振铃效应”的扭曲，并变成噪声从线缆中辐射出去。

为了防止这种噪声损害系统，就需要多加注意，例如不能让线缆过长、让线缆远离电脑主机和屏幕等高噪声源等。不过，即使这样也仍然会产生问题，此时首先要怀疑的就是通过接口连接线侵入的噪声。可不要小看了线缆，在网络系统中，线缆是最长且面积最大的电子元件。

钳位滤波器是简单而有效的除噪元件

水管和燃气管若漏水漏气，就会造成引发骚动，但线缆漏出的辐射噪声是感官无法直接探测到的，所以人类很难确认其影响。那么，被空间隔开的线缆是如何发出和接收噪声的呢？

电流流动的导线会产生辐射状的电场和同心圆状的磁场。因此，线缆会通过静电结合或电磁结合等方式，相互间产生名为“串扰”的结合，构成天线，从而具有发信和收信功能。也就是说，遍布室内的线缆不仅是电流的通路，也相当于辐射和接收噪声的天线。令人头疼的是，越是高频，这种影响就越显著。

作为噪声对策元件，钳位滤波器的构造是从纵向分为两半的圆柱形铁氧体核心，被收纳在树脂外壳中。连接电脑和外设的线缆、传真和复印机等自动办公设备的线缆上，都带有绳结状的元件。这正是线缆在制造时安装的钳位滤波器。

根据使用环境的各种差别，噪声产生的位置会不同，因此需要根据情况来临机应变。在建立网络设施后，也无需切断线缆就能安装钳位滤波器，这是它的一大优点。其使用方法非常简单，只需打开外壳，将线缆套进去，然后关上外壳即可。

应对静电等电涌噪声时也效果显著

钳位滤波器是共模滤波器的一种。导线传递电流的方式有差模和共模两种。信号电流是差模，而数字设备以电磁波形式辐射出的噪声，以及从形成天线的线缆处侵入的噪声属于共模。

钳位滤波器采用了铁氧体核心，看起来类似大尺寸的贴片磁珠的构造。噪声电流周围产生的同心圆状此次在通过铁氧体核心的通道时会被吸收，作为热量被排出。贴片磁珠就利用了这个原理，吸收差模噪声电流并将其作为热量排出。

相反，钳位滤波器不会使差模的信号电流衰减，而是抑制共模噪声电流。与卷线式的共模滤波器相比，它足够小，能够无视浮游容量和电磁结合作用，在大频率范围内的差模阻抗都很低，基本不会影响到信号。

钳位滤波器最大限度地利用了铁氧体独有的物理性质。铁氧体虽然平时不会表现出磁性，但受到外部的磁场后，就会立即觉醒，变为吸收磁通量的磁性陶瓷。TDK的钳位滤波器采用了先进的磁性材料技术，其铁氧体材料可选择性吸收高频噪声，不会造成信号电流波形扭曲，在约1GHz的环境下也能保持稳定的频率 - 阻抗特性。除了对应线缆外径的各种产品外，TDK还提供线缆卷线固定式（在外壳内将线缆缠绕一圈固定）之类的丰富产品。TDK的钳位滤波器的有点就是灵敏感知外来噪声，并在大范围内予以应对。除了应对辐射噪声，它在静电等电涌故障的预防方面也非常有效。它有利地支持了高速大容量网络的便利和快捷，堪称是噪声对策元件中的宝藏产品。