磁珠與電感有什么用法的差異

在信號(hào)回路中使用磁珠主要是為了抑制電磁輻射L的干擾，而在這方面使用電感器來(lái)抑制傳導(dǎo)干擾。電感器和磁珠被廣泛用于處理電磁干擾和電磁兼容問(wèn)題。

在設(shè)計(jì)電路時(shí)，我們主要考慮的是MEC，電磁干擾問(wèn)題越來(lái)越多，畢竟現(xiàn)在這個(gè)領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品的需求越來(lái)越高。梅指的是L來(lái)定義它的兩條路徑，即輻射和傳導(dǎo)，并抑制這兩條路徑。zui對(duì)前者使用磁珠，對(duì)后者使用電感。在印刷電路板設(shè)計(jì)中，磁珠可用于連接公共數(shù)字地和模擬地。一些接口焊盤(pán)和電路板焊盤(pán)可以通過(guò)電感連接。

在使用中，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)為什么電感的單位是亨利，磁珠的單位是歐姆，這與電阻的單位相同。普遍認(rèn)為，磁珠耐高頻率，耐DC低，耐高頻率高；磁珠具有非常高的電阻率和磁導(dǎo)率。它們相當(dāng)于電阻和電感的串聯(lián)，但電阻和電感都隨頻率而變化。他具有比普通電感更好的高頻濾波特性，并且在高頻下表現(xiàn)出電阻，因此他可以在相對(duì)較寬的頻率范圍內(nèi)保持較高的阻抗，從而提高調(diào)頻濾波效果。具體來(lái)說(shuō)，應(yīng)閱讀磁珠數(shù)據(jù)表，以了解頻率和阻抗之間的關(guān)系。

在PCB設(shè)計(jì)中，我們經(jīng)常使用更多的芯片磁珠和電感，并且芯片封裝尺寸相對(duì)較小，很容易滿(mǎn)足實(shí)際的空間要求。貼片式磁珠的功能主要是消除印刷電路板電路中存在的射頻噪聲。顯著的高頻和阻抗特性(更好地消除射頻能量)。高頻放大電路中寄生振蕩的消除。有效工作頻率在幾兆赫到幾百兆赫之間。

磁珠的選用

承前：從去耦半徑出發(fā)，通過(guò)去耦半徑的計(jì)算，讓大家直觀的看到我們常見(jiàn)的電容的“有效范圍”問(wèn)題。

本節(jié)：討論濾波電容的位置與PDN阻抗的關(guān)系，提出“全局電容”與“局部電容”的概念。能看到當(dāng)電容呈現(xiàn)“全局特性”的時(shí)候，電容的位置其實(shí)沒(méi)有想象中那么重要。

啟后：多層板設(shè)計(jì)的時(shí)候，電容傾向于呈現(xiàn)“全局特性”，“電源加磁珠”的設(shè)計(jì)方法，會(huì)影響電容在全局范圍內(nèi)起作用。同時(shí)電源種類(lèi)太多，還會(huì)帶來(lái)其他設(shè)計(jì)問(wèn)題。

通過(guò)上一篇文章，我們知道平?！岸炷茉敗钡碾娙萑ヱ畎霃嚼碚?，對(duì)PCB設(shè)計(jì)其實(shí)沒(méi)有什么指導(dǎo)意義。0.1uf的電容去耦半徑足夠大，設(shè)計(jì)中參考這個(gè)值沒(méi)有用處，工程師還是會(huì)“盡量”把0.1uf電容靠近芯片的電源管教放置。PCB設(shè)計(jì)師需要更有效的理論來(lái)指導(dǎo)電容的布局設(shè)計(jì)。

既然簡(jiǎn)單的用四分之一波長(zhǎng)理論推算的電容去耦半徑不起作用，那么電容放置得離芯片電源管腳比較遠(yuǎn)，還會(huì)有哪些影響呢？很多人都答對(duì)了，影響安裝電感。

片式磁珠

芯片磁珠的功能主要是消除傳輸線結(jié)構(gòu)(印刷電路板電路)中存在的射頻噪聲。射頻能量是疊加在DC傳輸電平上的交流正弦波分量。DC分量是必需的有用信號(hào)，而射頻能量是無(wú)用的電磁干擾傳輸和沿線輻射。為了消除這些多余的信號(hào)能量，芯片磁珠被用作高頻電阻(衰減器)，允許DC信號(hào)通過(guò)并過(guò)濾掉交流信號(hào)。一般來(lái)說(shuō)，高頻信號(hào)高于30兆赫茲，然而，低頻信號(hào)也受到芯片磁珠的影響。

片狀磁珠由軟磁鐵氧體材料組成，形成高體積電阻率的單片結(jié)構(gòu)。渦流損耗與鐵氧體材料的電阻率成反比。渦流損耗與信號(hào)頻率的平方成正比。使用芯片磁珠的好處:

小型化和輕量化。它在射頻噪聲的頻率范圍內(nèi)具有高阻抗，并消除了傳輸線中的電磁干擾。閉合磁路結(jié)構(gòu)可以更好地消除信號(hào)的串聯(lián)。出色的磁屏蔽結(jié)構(gòu)。降低DC電阻以避免有用信號(hào)的過(guò)度衰減。

顯著的高頻和阻抗特性(更好地消除射頻能量)。高頻放大電路中寄生振蕩的消除。有效工作頻率在幾兆赫到幾百兆赫之間。為了正確選擇磁珠，必須注意以下幾點(diǎn):多余信號(hào)的頻率范圍是多少？誰(shuí)是噪音源？需要多大的噪聲衰減。環(huán)境條件是什么(溫度、DC電壓、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度)。電路和負(fù)載的阻抗是多少？在印刷電路板上有放置磁珠的空間嗎？前三個(gè)可以通過(guò)觀察制造商提供的阻抗頻率曲線來(lái)判斷。阻抗曲線中有三條曲線非常重要，即電阻、感抗和總阻抗?？傋杩褂蒢R22πfL()2 :=fL描述。典型的阻抗曲線可以在磁珠數(shù)據(jù)表中找到。

磁珠的特性

(1)頻率阻抗曲線[2]

從頻率阻抗曲線可以看出，磁珠有三個(gè)響應(yīng)區(qū):

XR磁珠是電感性的

X=R磁珠開(kāi)始顯示電阻

當(dāng)R=-X磁珠開(kāi)始顯示容性使用時(shí)，有必要使頻率在磁珠的電阻區(qū)進(jìn)行濾波，并且頻率應(yīng)在相對(duì)較小的電感區(qū)。上圖是磁珠的阻抗VSfrequency(兆赫)圖?，F(xiàn)在，如果你想過(guò)濾掉100兆赫茲的噪音，這個(gè)磁珠合適嗎？實(shí)際上，它不合適。雖然這種磁珠在80兆赫左右開(kāi)始顯示電阻，R=X，但在100兆赫左右仍有較大的靈敏度，當(dāng)用于電力線濾波時(shí)，可能會(huì)引起振蕩。這個(gè)磁珠實(shí)際上是zui的噪聲抑制性能，大約為300兆赫。

(2)DC偏置電流對(duì)磁珠性能的影響

上圖顯示了村田給出的DC偏置電流對(duì)阻抗的影響[3]?？梢钥闯?，隨著電流的增加，阻抗開(kāi)始減小。設(shè)備手冊(cè)中給出的額定電流指的是磁珠在給定溫度升高時(shí)可以通過(guò)的大電流，而不是磁珠在該電流下仍能保持零DC偏置的阻抗。

為了有效地過(guò)濾電源，設(shè)計(jì)額定電流降額為20%的磁珠是一種可靠的選擇。