共模噪音滤波器基础讲座

近年的数字通信接口以USB和HDMI为中心，以差动模式（Differential Mode)传送数据已成为主流。

为了实现数据传送的快速化，有通过减小振幅来相对缩短跃迁时间，并提高传送率的手段。以往的单端传送，若采用低振幅化，则存在容易受到外来噪音和地电位影响的问题。 但是，差动传送是以等振幅将反相的信号以2线1组（D+,D）传送并作为其差分，因此，不容易受外来噪音和地电位的影响，而且，2线周边的磁场被消除，不需要的放射少，几乎所有的快速通信均才采用了差动传送方式。

此类差动传送中，也有共模（同相：Common Mode）噪音发生的情况。会引起通过容量结合的来自其他电路的噪音重叠和D+,D-信号不均衡的情况等。 　后者有如下模式转换，例如，通过PCB类型的配线长之差等而引起的斜交（Skew）、D+,D-信号的边际率之差、脉冲幅度之差、传送线路的非对称性强的情况时所引起差动信号的一部分被转换成共模的模式。

此时发生的共模噪音发生于与差动信号的频带相同的频带，在以往的单端模拟电路中使用的频率分离型的Low Pass Filter (LPF)，无法消除共模噪音。 因此，能够将数据信号=差动模式和噪音=共模模式根据传送模式的不同进行分离的共模滤波器作为差动传送的标准滤波器在如今被广泛地使用。

共模滤波器在差动传送电路中配备有与D+,D-连接的2个线圈并采用了使2个线圈磁性结合的结构。

此类结构的滤波器在差动模式信号和共模噪音进入时，基于等值显示磁性结合状态的图示来说明会带来怎样的作用。 当差动模式信号进入时，在磁性结合电路中因D+信号所发生的磁束和因D-信号所发生的磁束被取消，不产生阻抗，差动模式信号通过。 另外，当共模噪音进入时，由于D+信号和D-信号所发生的磁束产生相互增强的阻抗，妨碍共模噪音的通过。 也就是说，共模滤波器相对差动模式信号作为传送线路工作，而相对共模噪音则作为感应器工作。

相对此共模噪音的感应器的阻抗，被称为共模阻抗，作为表示共模噪音除去性能的代表指标，通常使用100MHz下的阻抗值。

只有这样在D+、D-传送线路间的线圈的磁性结合结果结构，才是能够分离差动信号和共模噪音的重要要素。

内部模式图	传送模式	作用（线圈截面）	等值功能
在D+,D-之间磁性结合	差动模式 (差动) ↓ 数字信号	-磁束消除，低阻抗	传送线路
	共模 ↓ 噪音成分	-磁束加强，增大阻抗	感应器

给出实际的本公司的层压共模噪音滤波器的结构图。

本公司产品的特点在于，通关过采用喷镀工法实现了传统印刷工法所无法实现的精细线距的线圈形成，使用该微细线圈导体和磁性材料，提高消除共模噪音的能力。
此外，线圈导体周边采用配置有低损失电介质的不同材料层压结构，通过2个线圈间的高磁性结合和减少浮游容量等的寄生成分，来抑制差动模式下的损失，应对快速数据传送。

输入了差动模式的信号时和输入了共模噪音时的产品内部磁场分布在示意图中给出。
如前项中所述，在差动模式下，仅线圈之间发生磁场，其周边的磁场被消除，并作为差动传送线路工作。
另外，相对共模噪音，2个线圈整体可见大的磁场，作为感应器工作。