Zur Antwort von Andy muss man nicht wiederholen, was er geschrieben hat.
Nach dem, was Sie schreiben, geht es in Ihrem Problem meiner Meinung nach eher darum, intuitiv zu verstehen, wie die Drossel funktioniert. Betrachten Sie eine Induktivität:
Dieser Induktor hat nur einen Draht. Durchfließender Strom erzeugt einen Magnetfluss, der von der Spule selbst aufgenommen wird und eine Spannung erzeugt, die der Stromänderung entgegenwirkt. Ich nehme an, Sie wissen davon.
Teilen Sie nun den Draht der Länge nach. Sie haben jetzt den gleichen Induktor, aber mit zwei Drähten in die gleiche Richtung gewickelt:
Gleichtaktstrom fließt durch diese Drähte in der gleichen Richtung. Es ist also unerheblich, ob Sie eine Leitung haben, die Strom I führt, oder zwei Leitungen, die jeweils I / 2 führen.
(Wenn beide Drähte wie auf Andys erstem Bild verbunden sind, ist das Ergebnis dasselbe wie mit einem Draht).
Mein erster Gedanke wäre, dass das Gleichtaktsignal auf die Drossel trifft und im Inneren einen magnetischen Fluss erzeugt. Auf diese Weise geht viel Energie (Hysterese und möglicherweise andere Effekte) als Wärme verloren. Nur ein kleiner Teil kommt durch
So funktioniert es also nicht. Es ist einfach eine Induktivität, die nicht auf Differenzsignale einwirkt, sondern nur auf Gleichtaktsignale. Aufgrund seiner Induktivität erhöht es die Gleichtaktimpedanz.
Aber wie werden Geräusche beseitigt?
Einfach. Da es sich um eine Induktivität handelt, wird der Fluss des hochfrequenten Gleichtaktstroms durch einfaches Hinzufügen einer Impedanz behindert.
Hier haben die beiden Wechselstromquellen "Vhc1" und "Vhc2" den gleichen Wert, so dass sie "LINE1" und "LINE2" Gleichtaktspannungsrauschen hinzufügen.
Diese Störspannung führt zu einem Strom durch die Drossel und dann durch das Gerät auf der rechten Seite, und dieser Strom wird entweder über eine explizite Erdung (wenn beide Teile des Getriebes geerdet sind) oder auf eine andere Art und Weise (parasitäre Kapazität durch die Drossel) zurückgeführt Luft oder andere an andere Geräte angeschlossene Kabel).
HF-Gleichtaktstrom, der durch Kabel fließt, macht sie zu Antennen, was eine schlechte Idee ist.
Die Drossel erhöht die Impedanz des Stromkreises und reduziert so den Strom. So einfach ist das.
Im obigen Bild fügt die Drossel auf der linken Seite der Leitung eine Gleichtaktimpedanz hinzu, und die Kappen schließen das verbleibende Gleichtaktrauschen gegen Erde kurz. Dies ist im Grunde ein Spannungsteiler oder ein LC-Tiefpassfilter, außer dass er zwei Drähte anstelle von einem behandelt.
Denken Sie an "Spannungsteiler". Die Drossel erhöht die Impedanz der Rauschquelle, wodurch die Kappen eine bessere Filterwirkung haben.
Die Art und Weise, wie die Drähte gewickelt werden, kann verschiedene Auswirkungen haben. Für eine optimale Gleichtaktfilterung verdrillen Sie die Drähte (oder wickeln Sie ein ganzes Kabel um den Magnetkern). Die Drosseln, die Sie anzeigen, haben einen gewissen Abstand zwischen den beiden Drähten, sodass die Gleichtakt-Filtereffizienz etwas geringer ist. Die Isolation zwischen den beiden Drähten ist jedoch viel besser, und diese Wicklung fügt jedem Draht auch eine Gegentaktinduktivität hinzu, wodurch die Komponente zwei Funktionen übernimmt.
Es können mehr als zwei Drähte verwendet werden. Tatsächlich können Sie ein ganzes Kabel durch einen Ferritkern führen (suchen Sie nach einem USB-Kabel mit einem dieser Kabel an Ihrem Computer):
Das Diagramm zeigt Ihnen die Impedanz, die Ihrem Kabel im Gleichtakt hinzugefügt wurde.
Auch Ferritdrosseln sind verlustbehaftet. Dies bedeutet, dass das Material als ziemlich beschissener Transformator mit geringem Wirkungsgrad bei hoher Frequenz ausgelegt ist. Es hat eine hohe Hysterese. Dies bedeutet, dass HF-Magnetfelder in Wärme umgewandelt werden. Ab einer bestimmten Frequenz hört der Induktor auf, induktiv zu sein, und verhält sich eher wie ein Widerstand.
Wenn Sie die Drossel an ein Kabel anschließen, ist die Tatsache, dass sie verlustbehaftet ist, sehr nützlich, da sie die Resonanzen abschaltet, die sonst das Kabel in eine effiziente Antenne verwandeln könnten.
BEARBEITEN
Überprüfen Sie die Impedanz einer Ferritperle. Diese Drossel ist keine Gleichtaktdrossel, aber die interessanten Eigenschaften liegen im Ferritmaterial selbst. Wenn es sich um eine Bifilar-Wunde handelte, hätte die Gleichtaktimpedanz die gleichen Eigenschaften.
( Quelle )
Der mit "X" gekennzeichnete Teil ist die induktive Impedanz. Und der mit "R" gekennzeichnete Teil ist Widerstand. Dieses Teil würde als Induktor saugen, es würde einen sehr niedrigen Q haben, viele Verluste, keine Möglichkeit, damit einen abgestimmten LC-Tankkreis zu machen. Die Verluste sind jedoch großartig, wenn Sie HF-Rauschen in Wärme umwandeln möchten.
Es gibt viele verschiedene Ferritmaterialien, einige sind für niedrige Verluste und Induktivitäten guter Qualität optimiert, andere sind für hohe Verluste bei bestimmten Frequenzen optimiert.
Wenn es als "EMI-Unterdrückung" oder "Ferritperle" oder "Drossel" spezifiziert ist und nicht als Induktor, erhalten Sie verlustbehaftete Materialien. Dann müssen Sie die Impedanzkurve überprüfen, um sicherzustellen, dass sie die gewünschten Frequenzen filtern.
Bei gewöhnlichen Gleichtaktdrosseln reduziert sich die Gegentaktimpedanz im Wesentlichen auf die Drahtwiderstände, während die Gleichtaktimpedanz weitgehend induktiv ist, wobei der Drahtwiderstand eine kleine Komponente darstellt.
Da die Gleichtakt-Signaldämpfung umso höher ist, je höher die Induktivität ist, wird eine höhere Induktivität angestrebt. Dies führt zu Konstruktionen, die darauf abzielen, die Kernsättigung und die Kernverluste zu vermeiden, und daher selbst unter Berücksichtigung der Nichtlinearität des ferromagnetischen Kerns eine gewöhnliche, mehr gewickelte Drossel mit zwei Wicklungen eine im wesentlichen induktive Impedanz für das Gleichtaktsignal darstellt.
Daher wird im Inneren der Drossel nur sehr wenig Energie verbraucht, weshalb das Gleichtaktsignal im Wesentlichen von der Stelle "zurückreflektiert" wird, von der es stammt (Theorie Nr. 2 von Ihnen).
Siehe dieses relevante Dokument von ST:
Insbesondere diese Auszüge (Schwerpunkt Mine):
[...]
Um es genau zu sagen: Die Tatsache, dass eine induktive Impedanz eine Reflexion zur Quelle impliziert, hängt vom Prinzip der Energieeinsparung ab. Da es im Wesentlichen keine Widerstandskomponente gibt, die die abzuführende (in Wärme umgewandelte) Gleichtaktsignalenergie erklären kann, muss diese Energie an einen anderen Ort gehen: Sie wird (vorübergehend) in dem Magnetfeld gespeichert, das sich in der Drossel aufbaut und dachte zurück, woher es kam.
Eine echte CM-Drossel weist jedoch hauptsächlich aufgrund der parasitären Kapazität ein komplexeres Verhalten auf und zeigt einen Resonanzpeak in ihrer Impedanzgröße, wie hier durch die blaue Kurve gezeigt (aus demselben oben verlinkten Dokument):
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Bei normalen Differenzströmen "subtrahieren" die beiden Wicklungen effektiv ihre Induktivitäten, wodurch der Strom kaum behindert wird.
Wenn der Strom Gleichtakt ist, liegt die volle Induktivität beider Spulen vor und somit wird der Strom viel stärker behindert.
Unten ist ein Bild, das helfen sollte. Es wird ein einzelner Ein- und Ausgang gezeigt, der die unterschiedlichen Impedanzen zeigt, die Sie erhalten, wenn Sie die Richtung eines der Ströme umkehren.
Das erste Szenario ist für einen Gleichtaktstrom, den wir blockieren möchten:
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