信号線にコモンモードチョークを使い、コモンモードノイズを除去する方法

　　1. 信号線コモンモードチョークのオフセット改善関数

　　信号線にコモンモードチョークを使用する目的は、コモンモードノイズを除去することです。コモンモードチョークはトランスに使われる部品であるため、差動伝送回路のオフセット改善が期待されます。 差動伝送回路では、バランス状態の2本の線路を設計することが理想的ですが、製造上の不均衡によるライン不均衡の事象は時折発生します。 この場合、2路線の信号の到着時間が異なり、伝送信号もそれに応じてシフトします。

　　ここにコモンモードチョークを挿入することでオフセットを減らすことができます。

　　図2は、コモンモードチョークを用いたオフセット改善の構造を示しています

　　コモンモードチョークはトランスと同じ構造を持ち、2本の信号線のタイミングが不均一に上下すると、コモンモードチョークは反対側に電動を発生させて電流バランスを確保します。 この方法により差動信号のタイミングが一貫し、オフセットも改善されます。

　　これは、意図的に異なる線長を設定した差動伝送線路で検出されるリップルです。フィルター(コモンモードチョーク)がない場合、DOUT+およびDOUTの昇降のタイミングがずれていることがわかります。

　　2本の線がバランスされている場合、DOUT+とDOUT-の合計値は固定されるべきです。この時点でバランスが崩れているため、ある程度のオフセットが存在します。

　　コモンモードチョークを挿入すると、両線の上昇と下降のタイミングが一貫し、DOUT+とDOUT-の合計がほぼ固定され、オフセットが改善されます。

　　2. コモンモードチョークコイルの等価回路図

　　関係者の方はすでに以下の内容に馴染みがあると思いますが、こうした質問をよく受けるので、この機会にコモンモードチョークの等価回路図に記録された黒い点の意味を紹介したいと思います。

　　コモンモードチョークの等価回路図は図4に示されています。

　　形状は基本的にトランスと同じです。 コイルの片側には黒い点で示された2つのスポットがあります。

　　よく「これはコイルが回転し始めているということなのか?」と尋ねます。実際には、これは黒いスポットに何かがあるという意味ではなく、2つのコイルを組み合わせた磁力の方向を示しています。 以前の報告では、コモンモードチョークの構造がすでに説明されています。 コモンモードチョークが動作している場合、両コイルで発生する磁束はコモンモード電流によって相互に強化され、差動モード電流をオフセットする必要があります。

　　したがって、2つのコイルの回転方向が逆になると、逆の効果がしばしば起こります。

　　図5の上半分に示すように、等価回路の黒いスポットがコイルと同じ側にある場合、磁気結合はコモンモードチョークとして機能します。下半分に示すように、等価回路の黒いスポットがコイルの反対側にある場合、磁気結合はもはやコモンモードチョークとして機能しません。

　　ご覧の通り、黒い点の位置は各コイルの磁気結合方向を示しており、黒い点のある側に何かがあるとは限りません。

　　さらに、この黒い点は元々トランス使用時の電圧極性を示していました。