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片式磁珠
芯片磁珠是目前應(yīng)用和發(fā)展迅速的一種抗干擾元件。它價格低廉,使用方便,對高頻噪聲有顯著的濾波效果。片狀磁珠由軟磁鐵氧體材料組成。芯片磁珠的結(jié)構(gòu)和等效電路如圖2所示。本質(zhì)上,它是一種疊層片式電感器,是由鐵氧體磁性材料和導(dǎo)體線圈組成的疊層單片結(jié)構(gòu)。因為它是在高溫下燒結(jié)的,所以具有致密性好和可靠性高的優(yōu)點。兩端電極由三層銀/鎳/焊料組成,可滿足回流焊和波峰焊的要求。在圖2所示的等效電路中,r表示由于鐵氧體材料的損耗(主要是磁損耗)和導(dǎo)體線圈的EU損耗引起的等效電阻,c是導(dǎo)體線圈的寄生電容。
磁珠的選用與應(yīng)用
由于在任何傳輸線中都不可避免地存在引線電阻、引線電感和雜散電容,標準脈沖信號在通過長傳輸線后容易過沖和振鈴。大量實驗證明,引線電阻可以降低脈沖的平均幅度,引線電感和雜散電容的存在是過沖和振鈴的根本原因。在脈沖前沿上升時間相同的情況下,引線電感越大,過沖和振鈴現(xiàn)象越嚴重,雜散電容越大,波形上升時間越長,而引線電阻的增加會降低脈沖幅度。在實際電路中,串聯(lián)電阻可以用來減少和抑制過沖和振鈴。圖4示出了使用電阻鐵氧體磁珠來消除由兩個快速邏輯門之間的長線傳輸引起的振鈴。
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,而射頻能量是無用的電磁干擾傳輸和沿線輻射。為了消除這些多余的信號能量,芯片磁珠被用作高頻電阻(衰減器),允許DC信號通過并過濾掉交流信號。一般來說,高頻信號高于30兆赫茲,然而,低頻信號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的過度衰減。
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:多余信號的頻率范圍是多少?誰是噪音源?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)強度)。電路和負載的阻抗是多少?在印刷電路板上有放置磁珠的空間嗎?前三個可以通過觀察制造商提供的阻抗頻率曲線來判斷。阻抗曲線中有三條曲線非常重要,即電阻、感抗和總阻抗。總阻抗由ZR22πfL()2 :=fL描述。典型的阻抗曲線可以在磁珠數(shù)據(jù)表中找到。