PCB設(shè)計正確使用磁珠
磁珠專用于抑制信號線、電源線上的高頻噪聲和尖峰干擾,還具有吸收靜電脈沖的能力。
磁珠是用來吸收超高頻信號,象一些RF電路,PLL,振蕩電路,含超高頻存儲器電路(DDR SDRAM,RAMBUS等)都需要在電源輸入部分加磁珠,而電感是一種蓄能元件,用在LC振蕩電路,中低頻的濾波電路等,其應(yīng)用頻率范圍很少超過錯 50MHZ.磁珠的功能主要是消除存在于傳輸線結(jié)構(gòu)(PCB電路)中的RF噪聲,RF能量是疊加在直流傳輸電平上的交流正弦波成分,直流成分是需要的有用信號,而射頻 RF能量卻是無用的電磁干擾沿著線路傳輸和輻射(EMI)。要消除這些不需要的信號能量,使用片式磁珠扮演高頻電阻的角色(衰減器),該器件允許直流信號通過,而濾除交流信號。通常高頻信號為30MHz以上,然而,低頻信號也會受到片式磁珠的影響。
片式磁珠由軟磁鐵氧體材料組成,構(gòu)成高體積電阻率的獨石結(jié)構(gòu)。渦流損耗同鐵氧體材料的電阻率成反比。渦流損耗隨信號頻率的平方成正比。使用片式磁珠的好處: 小型化和輕量化 在射頻噪聲頻率范圍內(nèi)具有高阻抗,消除傳輸線中的電磁干擾。 閉合磁路結(jié)構(gòu),更好地消除信號的串繞。極好的磁屏蔽結(jié)構(gòu)。 降低直流電阻,以免對有用信號產(chǎn)生過大的衰減。 顯著的高頻特性和阻抗特性(更好的消除RF能量)。在高頻放大電路中消除寄生振蕩。 有效的工作在幾個MHz到幾百MHz的頻率范圍內(nèi)。
要正確的選擇磁珠,必須注意以下幾點:
1、不需要的信號的頻率范圍為多少;
2、噪聲源是誰;
3、需要多大的噪聲衰減;
4、環(huán)境條件是什么(溫度,直流電壓,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度);
5、電路和負(fù)載阻抗是多少;
6、是否有空間在PCB板上放置磁珠;
前三條通過觀察廠家提供的阻抗頻率曲線就可以判斷。在阻抗曲線中三條曲線都非常重要,即電阻,感抗和總阻抗。總阻抗通過ZR22πfL()2+:=fL 來描述。通過這一曲線,選擇在希望衰減噪聲的頻率范圍內(nèi)具有最大阻抗而在低頻和直流下信號衰減盡量小的磁珠型號。片式磁珠在過大的直流電壓下,阻抗特性會受到影響,另外,如果工作溫升過高,或者外部磁場過大,磁珠的阻抗都會受到不利的影響。使用片式磁珠和片式電感的原因:是使用片式磁珠還是片式電感主要還在于應(yīng)用。在諧振電路中需要使用片式電感。而需要消除不需要的EMI噪聲時,使用片式磁珠是最佳的選擇。片式磁珠和片式電感的應(yīng)用場合:片式電感: 射頻(RF)和無線通訊,信息技術(shù)設(shè)備,雷達(dá)檢波器,汽車電子,蜂窩電話,尋呼機(jī),音頻設(shè)備,PDAs(個人數(shù)字助理),無線遙控系統(tǒng)以及低壓供電模塊等。
片式磁珠:時鐘發(fā)生電路,模擬電路和數(shù)字電路之間的濾波,I/O輸入/輸出內(nèi)部連接器(比如串口,并口,鍵盤,鼠標(biāo),長途電信,本地局域網(wǎng)),射頻(RF)電路和易受干擾的邏輯設(shè)備之間,供電電路中濾除高頻傳導(dǎo)干擾,計算機(jī),打印機(jī),錄像機(jī)(VCRS),電視系統(tǒng)和手提電話中的EMI噪聲抑止。