零電阻、電感、磁珠的具體使用與區(qū)別

零電阻并不意味著電阻值為零，但電阻值很小，但不是零。這就像極限的概念，它是一種接近的狀態(tài)，而不是正常的狀態(tài)。超導(dǎo)體的電阻值為零。因此，零電阻和導(dǎo)線的區(qū)別就在這里。電路板上的零電阻不能直接用電線代替。在應(yīng)該使用零電阻的地方，必須使用零電阻。

那么為什么要使用零電阻呢？你想想這個(gè)問題，為什么要用它，不行不行？

我認(rèn)為在印刷電路板設(shè)計(jì)中常見的是，布線時(shí)可以交叉布線，讓自動(dòng)貼片機(jī)和自動(dòng)插件機(jī)自動(dòng)連接兩點(diǎn)，方便布線。另一點(diǎn)是，當(dāng)印刷電路板布線困難時(shí)，零電阻可以用來跳過。

第二，方便調(diào)試硬件電路。簡(jiǎn)而言之，在調(diào)試印刷電路板時(shí)，工程師無法確定引腳的功能，將使用零電阻來選擇要使用的功能。每個(gè)人都需要在實(shí)際項(xiàng)目中有經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)在我們可以簡(jiǎn)單地理解和熟悉它。

第三，電阻器的位置可以在印刷電路板設(shè)計(jì)期間被保留，因?yàn)殡娮杵鞯碾娮柚悼梢圆槐活A(yù)先確定。你可以先焊接零電阻，然后在調(diào)試電路時(shí)改變它。然后焊接適當(dāng)?shù)碾娮琛Ｍ瑫r(shí)，零電阻也可以用來測(cè)量系統(tǒng)的電流。具體方法是在需要測(cè)量的地方放置一個(gè)零電阻。在測(cè)量過程中，用安培計(jì)代替零電阻，然后在測(cè)量后更換安培計(jì)。

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)通過并過濾掉交流信號(hào)。一般來說，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?？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磁珠開始顯示電阻

當(dāng)R=-X磁珠開始顯示容性使用時(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。現(xiàn)在，如果你想過濾掉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。