令人惊讶的模拟电路

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令人惊讶的模拟电路

2023-10-14 06:50| 来源: 网络整理| 查看: 265

文章参考:https://baike.baidu.com/item/%E7%A3%81%E7%8F%A0/4737120?fr=aladdin

                 

磁珠(电子元件):

        磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰,还具有吸收静电脉冲的能力。磁珠是用来吸收超高频信号,像一些RF电路,PLL,振荡电路,含超高频存储器电路(DDRSDRAM,RAMBUS等)都需要在电源输入部分加磁珠,而电感是一种蓄能元件,用在LC振荡电路,中低频的滤波电路等,其应用频率范围很少超过50MHZ。 磁珠有很高的电阻率和磁导率,等效于电阻和电感串联,但电阻值和电感值都随频率变化。

 

功能

磁珠的功能主要是消除存在于传输线结构(电路)中的RF噪声,RF能量是叠加在直流传输电平上的交流正弦波成分,直流成分是需要的有用信号。要消除这些不需要的信号能量,使用片式磁珠扮演高频电阻的角色(衰减器)。

磁珠有很高的电阻率和磁导率,他等效于电阻和电感串联,但电阻值和电感值都随频率变化。 他比普通的电感有更好的高频滤波特性,在高频时呈现阻性,所以能在相当宽的频率范围内保持较高的阻抗,从而提高调频滤波效果。

作为电源滤波,可以使用电感。磁珠的电路符号就是电感但是型号上可以看出使用的是磁珠。在电路功能上,磁珠和电感是原理相同的,只是频率特性不同罢了。

直流成分是需要的有用信号,而射频RF能量却是无用的电磁干扰沿着线路传输和辐射(EMI)。要消除这些不需要的信号能量,使用片式磁珠扮演高频电阻的角色(衰减器),该器件允许直流信号通过,而滤除交流信号。通常高频信号为30MHz以上,然而,低频信号也会受到片式磁珠的影响。磁珠有很高的电阻率和磁导率,等效于电阻和电感串联。在电路中只要导线穿过它即可。高频电流在其中以热量形式散发,其等效电路为一个电感和一个电阻串联,两个组件的值都与磁珠的长度成比例。有的磁珠上有多个孔洞,用导线穿过可增加组件阻抗(穿过磁珠次数的平方)。铁氧体磁珠不仅可用于电源电路中滤除高频噪声(可用于直流和交流输出),还可广泛应用于其它电路  。

常用型

磁珠具有优异的抑制电磁干扰性能,被广泛应用于计算机、VCD等领域。

BGL(H)型磁珠,也称高损耗电感器,该产品在极宽的频带范围内具有优良的抑制噪声性能。

BSZ型磁珠,也称高Q值磁珠,该产品在某一频率区间,其阻值出现急剧上升,在特定频率区间可获得较高的衰减效果,主要应用于高速信号电路中,如计算机板卡。

MBW型磁珠改变了一般片式磁珠额定电流小的缺点,具有大容量通流特点,其额定电流可达4A,该产品主要应用于电源滤波。

单位

磁珠对高频信号才有较大阻碍作用,一般规格有100欧/100MHZ ,它在低频时电阻比电感小得多。

以常用于电源滤波的HH-1H3216-500为例,其型号各字段含义依次为:

HH 是其一个系列,主要用于电源滤波,用于信号线是HB系列;

1 表示一个组件封装了一个磁珠,若为4则是并排封装四个的;

H 表示组成物质,H、C、M为中频应用(50-200MHz),

T低频应用(50MHz),S高频应用(200MHz);

3216 封装尺寸,长3.2mm,宽1.6mm,即1206封装;

500 阻抗(一般为100MHz时),50ohm。

注意:磁珠的单位是欧姆,而不是亨利,这一点要特别注意。因为磁珠的单位是按照它在某一频率产生的阻抗来标称的,阻抗的单位也是欧姆。

铁氧体磁珠 (Ferrite Bead) 是应用发展很快的一种抗干扰组件,廉价、易用,滤除高频噪声效果显著。铁氧体磁珠还广泛应用于信号电缆的噪声滤除。

注意事项

要正确的选择磁珠,必须注意以下几点:

1、不需要的信号的频率范围为多少;

2、噪声源是谁;

3、需要多大的噪声衰减;

4、环境条件是什么(温度,直流电压,结构强度);

5、电路和负载阻抗是多少;

6、是否有空间在pcb板上放置磁珠;

前三条通过观察厂家提供的阻抗频率曲线就可以判断。在阻抗曲线中三条曲线都非常重要,即电阻,感抗和总阻抗

应用实例

设计实例一:

文章参考:http://www.elecfans.com/d/1054518.html

 

       看上面的那个USB口的防护电路图。在TVS后面还有2个磁珠。磁珠主要用于抑制高频干扰。但是当看到这个磁珠时,我们需要问设计者,这2个磁珠是什么型号的,得知型号后,发现这两个磁珠的谐振频率为100MHz。那么在USB2.0的480Mbs通讯时,这两个磁珠已经不再适用了。磁珠不是加了一定好,磁珠要根据要抑制的频率选择,其谐振频率一定要高于至少5倍工作频率。在这个基础上再看阻抗等参数。

应用案例二:

文章参考:https://www.amobbs.com/thread-4555765-1-1.html?_dsign=6634057c

应用案例三:

文章参考:http://www.360doc.com/content/19/0607/17/64542908_840994769.shtml

应用案例四:数字地与模拟地的处理(磁珠)

文章参考:http://blog.sina.com.cn/s/blog_cfa174820102v2cw.html

应用案例五:

文章参考:https://www.sekorm.com/news/74787940.html

 

         磁珠工作在高频时,观察上图,1206尺寸磁珠从1Ghz下的阻抗从100Mhz下的600ohm减小为105ohm,而0402尺寸次之其1Ghz下的阻抗只由100Mhz时的600ohm减小为399ohm。

也就是说,低频大偏置电流下(比如电源线),我们应该选择尺寸较大的磁珠,而在高频应用中,我们应选择小尺寸的磁珠。

应用案例六:

文章参考:http://yunrun.com.cn/tech/2244.html

Murata公司的资料中有使用铁氧体磁珠进行噪声抑制和改善的例子。如下图所示,可以看到,磁珠对于IC噪声有明显的隔离作用。

应用案例七:磁珠在PCB电路设计中的选用

文章参考:http://www.eechina.com/thread-87313-1-1.html

 

 



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