绝缘是噪讯对策上有效、而且非常重要的手段。信号除了分成标准模式信号(normal mode)与一般模式信号(common mode)之外，信号本身有一定的频宽，预期的信号使用标准模式，噪讯却是任意发生、任意传递，因此噪讯有标准模式噪讯与一般模式噪讯两种。随着噪讯模式与预期信号的频宽重迭方式的不同，噪讯对策的困难度也截然不同。表1的噪讯模式与频宽造成对策的难易度一览，依照绿蓝橙红的顺序表示对策的难易度。

信号使用标准模式，相形之下噪讯大多是一般模式，信号模式与噪讯模式不同时，可以使用已经平衡的平衡接收器，再透过平衡接收器消除一般模，就可以单独取出标准模式。

标准模式噪讯的场合，无法利用上述模式的差异，不过一般噪讯的频率比信号高，因此利用频宽的不同，再透过低通滤波器的使用，同样可以使信号与噪讯分离。

原本噪讯对策要求能够含盖所有噪讯，然而标准模式噪讯的对策比一般模式信号困难，加上标准模式的噪讯对策大多会被优先处理，其结果造成一般模式的噪讯对策大幅落后。

虽然这样的思维逻辑很正确，然而一般模式噪讯非常容易发生，而且它还兼具容易传递的特性，因此极大的一般模式的噪讯经常会渗透到周边电路，例如某些电洞(surge)超过1000V以上，即使电洞另当别论，平衡接收器无法消除的噪讯却比比皆是，类似这样超大的一般模式噪讯，有其它方法可以消除，例如使用称为「绝缘」的噪讯对策组件，就可以消除大型一般模式噪讯。所谓绝缘一词原本是指无法导通电气而言，此处描述的绝缘具有：

‧无法导通电气
‧噪讯对策用组件」

两种意思。

绝缘的动作原理

绝缘是消除大型一般模式噪讯有效的手段之一，绝缘的动作原理如图1所示，它是将标准模式的电气信号转换成非电气信号，再将非电气信号转换成标准模式电气信号的双重转换，利用这种双重转换，上游端的标准模式信号会被输出到下游端传输，不过一般模式信号在上、下游端相互被电气性绝缘，理论上根本无法传输。

类似这样上、下游端相互被绝缘的现象称为「绝缘」，绝缘的耐压很大时，可以承受很大一般模式电压，进而达成绝缘得目的。

虽然称为「绝缘」，不过绝缘阻抗并不是无限大，绝缘能力必需根据如图2进行评鉴。

 图1 绝缘的动作原理 

图2 一般模式的电压削除能力  

一般绝缘组件的绝缘阻抗都很高，因此可以充分去除一般模式，不过实际上并不是以电阻器评鉴绝缘阻抗，而是以阻抗(impedance)评鉴绝缘组件的阻抗特性。

高频一般模式噪讯，绝缘组件或是周边浮游容量都很有效，动作上它是利用浮游容量使高频噪讯通过，即使如此一般模式的噪讯去除未必很充分，这种情况对策上就必需使用遮蔽(shield)手段。

典型的绝缘组件

如图3所示代表性的绝缘机型有三种机型；表2是三种机型的特性概略比较。  

 图3 三种绝缘的典型代表 

 表2 三种电子组件的特性比较 

1. 光耦合器

光耦合器可以进行电流~光~电流转换，属于绝缘组件，图3的光~电流转换组件使用光晶体，某些情况使用发光二极管或是发光MOS，发光MOS的场合不是光~电流转换，而是光~阻抗的转换。

发光二极管是光~电流转换基本组件，由于发光二极管的输出电流非常微弱必需增幅。

发光二极管与双极形晶体管组合的组件就变成光晶体；发光二极管若与MOS形晶体管组合就变成发光MOS。

使用光晶体的光耦合器它的直线性很差，光耦合器主要应用在10kbps以下等级的数字电路，若改用发光二极管就变成高速电路，某些电子机器内建数字电路输出直接TTL强度，可作Mbps等级的动作(图4)。 

 图4 高速光耦合器的范例 

发光MOS的组件可以当作模拟切换器使用，模拟切换器可以切换双向模拟信号，它与一般将MOS组件当作模拟切换器使用的情况一样，切换器的特性比机械式接点差，ON阻抗比机械式接点高，OFF阻抗比机械式接点低。图5是光晶体方式光耦合器的设计范例。

 图5 光晶体方式的光耦合器设计范例 

光耦合器是绝缘组件，虽然电源与大地共通，实际上却毫无意义，必需使用电源与大地相互绝缘的其它系统。设计上必需决定R1与R2两电阻值，设计规格除了图标之外，还要求以下规格:

‧LED的顺向电流 IF=100mA

‧LED的顺向电压 VF=1.3V

‧转换效率 EF=IC/(IC+IF)=80%

首先计算R1:

R1=(5-1.3V)/10mA=370Ω

因此R1选用330Ω。IF选用比设计规格更大的组件，R1从标准阻抗值之中选用比计算值更小的组件。接着计算R2:

R2=5V/IC =5V/ IF + EF)=625Ω

因此R2选用1kΩ。R2造成电压下降太少时，负载IC的动作无法保证，因此R2选用比计算值更大的组件，此外考虑组件特性的时间劣化问题，最后决定选用更大值的组件。

2. 变压器

变压器的动作原理是电流变化~磁气变化与磁气变化~电压变化双重转换，因此信号要求交流，而且必需是纯交流，直流就无法使用，动作上绝对不允许任何直流成份重迭，若有直流成份变压器的铁芯(core)会出现磁气饱和现象。

由于直流没有重迭，传输0与1的数字信号时，某些情况会将0与1转换成特定符号传输，例如称为「双相(Bi-phase)」的符号，就是典型的范例:

变压器随着使用条件会出现振动性反应(图9中的实线)，与非振动性反应(图9中的2点锁线，制动性反应)。

变压器分成1次侧与2次侧，设计上必需统一一端换算成另一端。图10(a)是元本变压器电路，图10(b)是换算成1次侧时的等价电路。

 图11 变压器的动作波形

持续施加直流电，变压器会产生磁气饱和，图11是完全磁气饱和的极端范例，图中[A]是下降(droop)造成的波形，[B]是磁气饱和造成的波形。

图12 设计Droop电路的 等价电路

由于时间宽度很大的脉冲对变压器而言是直流，因此设计脉冲变压器首先要使脉冲宽度抑制在不会发生磁气饱和范围内。

脉冲变压器有所谓的ET特性值，E是施加至变压器的电压，T是电压施加时间，ET表示变压器的磁束密度。

变压器的技术数据都会记载的ET值表示变压器的饱和磁束密度，选择变压器必需符合变压器的ET值(技术数据记载的ET值)>施加脉冲的ET值，接着利用ET值锁定变压器的候补，最后根据下降与过低(undershoot)特性决定变压器，此时必需避免变压器出现类似图11的极端下降特性。

下降是变压器的1次电感(变压器的等价电路的LP造成，所谓变压器的1次电感是使变压器的2次呈开放状态，依此量测变压器1次端的电感结果。

进行下降设计时，可以将电感等价电路更近似当作图12电路求出下降的大小。 虽然下降的波形是指数关数，不过下降D必需非常小，此时就可以用直线的近似，变成:

D=(R×τ)/LP

τ: 脉冲宽

R: (R1×R2)/(R1+R2)

一般下降在很小范围时，过低也会随着变小。

图13 检讨站立波形的等价电路

图13是检讨站立波形的等价电路，图中的σ是变压器的漏泄电感，漏泄电感是使变压器的2次端短路，依佌量测1次端的电感值。

图中的C是等价容量，它包含变压器与周边浮游容量在内。虽然图13的变压器等价电路未标示出来，实际上切换晶体管等外部电路才是支配性组件，一般切换电路的站立速度比变压器本身的站立速度更快，此时必需考虑变压器本身的站立速度，因此使用上没有任何问题。  

3. 继电器

包含电磁切换器在内的继电器，主要目的不是当作绝缘使用，不过继电器具备绝缘功能，因此经常被当作绝缘，或是兼任绝缘目的使用。继电器当作切换器使用时特性上很优秀，缺点是机械式接点反应速度比较迟缓。

应用在高频时继电器的接点之间的浮游容量造成的结合，某些场合会变成问题，这种情况必需在接点之间设置大裕度的接点，再使接点连接至大地，使它具备遮蔽效果。

一般模式扼流圈

虽然一般模式扼流圈并非绝缘，不过它与绝缘一样，都是阻隔极大一般模式噪讯时常用的组件，由于一般模式扼流圈属于扼流线圈，因此又称为「传输用变压器」，或是「不平衡变压器(balum)」(图14)。

 

图14 一般模式扼流圈

一般模式扼流圈的结构与变压器相同，可以当作相同组件使用，因此又称为「传输用变压器」，功能上却属于电感。一般模式扼流圈是由两个线圈结合构成，不过与单体电感两个并列动作上完全不同，不论是一般模式或是标准模式功能都不同，对标准模式它发挥电感功能，对一般模式则只是单纯通过。

由于上、下游以导体结合，因此一般模式扼流圈完全没有绝缘效果，不过它会阻隔极大的一般模式使标准模式通过，动作上与变压器很类似。

一般模式扼流圈的特性刚好与变压器相反，使用上必需根据目的、用途与变压器作区隔(表3)。

一般模式扼流圈一般模式是电感，它与阻抗与频率呈比例变高，换句话说频率越高效果越明显，前提必备在电感有效可以实现范围内，一旦超过有效范围，电感会大幅降低。

相较之下变压器对一般模式并不具备频率特性，由于变压器无法忽视1次与2次之间的浮游容量，因此变压器会使高频噪讯通过。

一般模式扼流圈的动作频率同样有一定限制，若与变压器比较时，一般模式扼流圈一直到高频为止都有效。求绝缘而且充分去除高频噪讯的场合，可以类似图15并用变压器与一般模式扼流圈。

图15 变压器与一般模式扼流圈的组合