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一、认识磁珠
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,象一些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。
磁珠(Ferrite bead)的等效电路是一个DCR电阻串联一个电感并联一个电容和一个电阻。DCR是一个恒定值,但后面三个元件都是频率的函数,也就是说它们的感抗,容抗和阻抗会随着频率的变化而变化,当然它们阻值,感值和容值都非常小。在低频段时,X感抗主要起作用,起反射噪声的作用;在高频段时,R主要起作用,起吸收噪声并转变为热能的作用。X和R曲线的焦点称为抗阻特性的转折点。在转折点以下,磁珠表现为感性,反射噪声;在转折点以上磁珠表现为电阻性,磁珠吸收噪声并转化为热能。
焊接温度曲线
频率阻抗特性曲线
温度特性曲线
磁珠主要用于EMI差模噪声抑制,他的直流阻抗很小,在高频下却有较高阻抗,一般说的600R是指100MHZ测试频率下的阻抗值。选择磁珠应考虑两方面:一是电路中噪声干扰的情况,二是需要通过的电流大小。要大概了解噪声的频率、强度,不同的磁珠的频率阻抗曲线是不同的,要选在噪声中心频率磁珠阻抗较高的那种。噪声干扰大的要选阻抗高一点的,但并不是阻抗越高越好,因为阻抗越高DCR也越高,对有用信号的衰减也越大。但一般也没有很明确的计算和选择的标准,主要看实际使用的效果,120R-600R之间都很常用。然后要看通过电流大小,如果用在电源线部分则要选额定电流较大的型号,用在信号线部分则一般额定电流要求不高。另外磁珠一般是阻抗越大额定电流越小。
二、磁珠选型
(1)频率特性曲线。频率与阻抗
(2)直流电阻。DCR
(3)额定电流。Ir
举例:
比如对于3.3V、300mA电源,要求3.3V不能低于3.0V,那么磁珠的直流电阻DCR就应该小于1R((3.3-3)/0.3),这种情况一般选择0.5R,防止参数漂移。对噪声的抑止能力来说,如果要求对于100MHZ的、300mVpp的噪声,经过磁珠以后达到50mVpp的水平,假设负载为45欧姆,那么就应该选择225R@100Mhz,DCR<1R的磁珠。
0.5欧的阻抗是怎么估计出来的,225R又是怎么算出来的?
(45ohm/50mV)*250mV=225ohm
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