Conception électronique - Application de la conception de circuits imprimés à billes magnétiques

Dans la conception de la carte PCB est utilisé perles de puce ou inductance de puce, principalement en fonction du scénario d'application. Par example, un inducteur à puce est nécessaire dans un circuit résonant; L'utilisation de perles de puce est le meilleur choix pour la conception de PCB lors de l'élimination du bruit EMI inutile. Dans la conception de PCB, les billes magnétiques sont en ohms, pas en Hunter, ce qui nécessite une attention particulière. Puisque l'unité d'une bille magnétique est nominalement basée sur l'impédance qu'elle produit à une certaine fréquence, l'unité d'impédance est également l'ohm. Les fiches techniques des billes magnétiques fournissent généralement des courbes de caractéristiques de fréquence et d'impédance. En général, 100 MHz est la fréquence standard. Par example, 1000r 100MHz signifie que l'impédance d'une bille magnétique est équivalente à 600 ohms à une fréquence de 100MHz. Les filtres ordinaires sont composés d'éléments réactifs sans perte. Sa fonction dans les circuits de conception de PCB est de réfléchir la fréquence de bande interdite vers la source de signal, de sorte que ce type de filtre est également appelé filtre réfléchissant. Lorsque le filtre réfléchissant n'est pas adapté à l'impédance de la source de signal, une partie de l'énergie sera réfléchie vers la source de signal, créant ainsi une augmentation du niveau d'interférence. Les PCB sont conçus pour remédier à cet inconvénient. Sur la ligne d'entrée du filtre, on peut utiliser un anneau magnétique en Ferrite ou un manchon de billes magnétiques et convertir la composante haute fréquence en pertes thermiques en utilisant les pertes par courants de Foucault du signal haute fréquence par l'anneau perturbateur ou la bille magnétique. Ainsi, dans la pratique, les anneaux magnétiques et les billes magnétiques absorbent les composantes hautes fréquences et sont donc parfois appelés filtres d'absorption. Les différents composants inhibiteurs de ferrite ont des gammes de fréquences d'inhibition optimales différentes. Dans la conception de PCB, plus la Perméabilité magnétique est élevée, plus la fréquence d'inhibition est faible. De plus, plus le volume de ferrite est important, meilleur est l'effet inhibiteur. Certaines études en ligne ont montré que les formes allongées ont un meilleur effet inhibiteur que les formes courtes lorsque le volume n'est pas modifié, et que plus le diamètre intérieur est petit, meilleur est l'effet inhibiteur. Cependant, en présence d'un courant de polarisation continu ou alternatif, il subsiste un problème de saturation en ferrite. Plus la Section de l'élément inhibiteur est grande, moins la saturation est probable et plus le courant de polarisation acceptable est important. Lorsque l'EMI absorbe l'anneau magnétique / bille magnétique pour supprimer les interférences de mode différentiel, la valeur du courant à travers elle est proportionnelle à son volume, les deux dérèglements forment une saturation qui réduit les performances de l'élément; Lors de la suppression des interférences de mode commun, connectez les deux fils de l'alimentation (positif et négatif). En traversant l'anneau magnétique en même temps, le signal efficace est le signal de mode différentiel sur lequel EMI absorbe l'anneau magnétique / bille magnétique n'a aucun effet, tandis que le signal de mode commun présentera une plus grande inductance. Une autre meilleure façon d'utiliser un anneau magnétique est d'enrouler plusieurs fois le fil qui traverse l'anneau magnétique pour augmenter l'inductance. Selon son principe d'inhibition des interférences électromagnétiques, son effet d'inhibition peut être raisonnablement utilisé. L'élément inhibiteur de ferrite doit être installé près du Centre de la source d'interférence. En ce qui concerne le circuit d'entrée / sortie de la conception du PCB, il doit être aussi proche que possible de l'entrée et de la sortie du boîtier blindé. Pour les filtres absorbants constitués de billes magnétiques en Ferrite et de billes magnétiques, il est nécessaire de prêter attention à leurs applications, en plus de l'utilisation de matériaux à perte de Perméabilité magnétique élevée. Dans les circuits de conception PCB, leur résistance aux éléments haute fréquence est de l'ordre de dix à plusieurs centaines d'ocres, de sorte que son rôle dans les circuits Haute impédance n'est pas évident. Au lieu de cela, il sera très efficace dans les circuits à basse impédance tels que les circuits de distribution, d'alimentation ou de radiofréquence. Comme le Ferrite peut atténuer les fréquences plus élevées tout en permettant aux fréquences inférieures de passer sans obstacle, il a été largement utilisé pour le contrôle EMI. Les anneaux magnétiques / billes magnétiques pour l'absorption EMI peuvent être fabriqués dans différentes formes et sont généralement utilisés dans divers endroits. Si sur une carte PCB, il peut être ajouté à un module DC / DC, une ligne de données, une ligne d'alimentation, etc. il absorbe les signaux d'interférence à haute fréquence sur la ligne où il se trouve, mais ne crée pas de nouveaux pôles et zéros dans le système de conception de PCB et ne perturbe pas la stabilité du système. Il fonctionne avec le filtre d'alimentation, peut compenser le manque de performance à haute fréquence du filtre et améliorer les caractéristiques de filtrage dans le système. Les billes magnétiques sont spécialement conçues pour supprimer le bruit à haute fréquence et les interférences de pointes sur les lignes de signal et d'alimentation, Et a également la capacité d'absorber les impulsions électrostatiques. Les billes magnétiques sont utilisées pour absorber les signaux hyperfréquences. Par example, certains circuits RF, PLL, circuits oscillateurs et circuits mémoire UHF (DDR SDRAM, Rambus,...) nécessitent l'ajout de billes magnétiques dans la partie d'entrée de puissance, tandis que l'inductance est un élément de stockage d'énergie utilisé dans les circuits oscillateurs LC, les circuits de filtrage moyenne et basse fréquence, etc., dont la plage de fréquences d'application dépasse rarement 50 MHz.

La fonction des billes magnétiques est principalement d'éliminer le bruit RF présent dans la structure de la ligne de transmission (circuit). L'énergie RF est une composante sinusoïdale alternative superposée au niveau de la sortie de transmission directe. La composante DC est le signal utile nécessaire, tandis que l'énergie RF est inutile. Les perturbations électromagnétiques sont transmises et rayonnées le long des lignes (EMI). Pour éliminer ces énergies de signal inutiles, des billes de puce sont utilisées pour jouer le rôle d'une résistance haute fréquence (atténuateur), un dispositif qui laisse passer le signal continu tout en filtrant le signal alternatif. Habituellement, les signaux à haute fréquence sont au - dessus de 30 MHz, mais les signaux à basse fréquence peuvent également être affectés par les billes de puce. Les billes de puce sont constituées d'un matériau en Ferrite douce, formant une structure monolithique avec une résistivité volumique élevée. Les pertes par courants de Foucault sont inversement proportionnelles à la résistivité du matériau ferrite. Les pertes par courants de Foucault sont proportionnelles au carré de la fréquence du signal. Les avantages de l'utilisation de billes à puce sont les suivants: miniaturisation et légèreté ont une impédance élevée dans la gamme de fréquences du bruit RF, éliminant les interférences électromagnétiques dans la ligne de transmission. La fermeture de la structure du circuit magnétique permet de mieux éliminer la diaphonie du signal. Excellente structure de blindage magnétique pour réduire la résistance DC et éviter une atténuation excessive du signal utile. Caractéristiques importantes en haute fréquence et en impédance (meilleure élimination de l'énergie RF). Suppression des oscillations parasites dans le circuit amplificateur haute fréquence. Fonctionne efficacement dans la gamme de fréquences de quelques MHz à plusieurs centaines de MHz plusieurs recommandations pour le bon choix d'un centre de comparaison de billes magnétiques dans la conception de PCB: 1. Quelle est la gamme de fréquences des signaux indésirables? 2. Qui est la source de bruit troisième, s'il y a de la place pour placer des billes magnétiques sur la carte PCB 4. Combien d'atténuation du bruit est nécessaire 5. Quelles sont les conditions environnementales (température, tension continue, résistance structurelle) 6. Quelles sont les impédances du circuit et de la charge? En regardant la courbe impédance - fréquence fournie par le fabricant, on peut distinguer les trois premiers. Trois des courbes d'impédance de conception de PCB sont très importantes, à savoir la résistance, l'inductance et l'impédance totale. L'impédance totale est décrite par zr22Ífl () 2 +: = fl. Après cette courbe, on choisit un modèle de billes magnétiques présentant une impédance maximale dans la gamme de fréquences à atténuer du bruit et une atténuation du signal aussi faible que possible à basse fréquence et en courant continu. Les propriétés d'impédance des billes magnétiques de la puce seront affectées par une tension continue excessive. En outre, l'impédance des billes magnétiques sera affectée négativement si l'augmentation de la température de fonctionnement est trop élevée ou si le champ magnétique externe est trop grand.perles de puce et inductance de puce dans la conception de PCB occasion d'application: inductance de puce: carte PCB radiofréquence (RF) et communication sans fil, équipement de technologie de l'information, détecteur radar, voiture, téléphone portable, Pager, Appareils audio, PDA (assistant numérique personnel), systèmes de télécommande sans fil et modules d'alimentation basse tension. Perles à puce: circuit de génération d'horloge, filtrage entre circuits analogiques et numériques, connecteurs internes d'entrée / sortie E / S (par exemple, port série, Port parallèle, clavier, souris, communication à distance, réseau local), Circuits de radiofréquence (RF) entre la carte et les dispositifs logiques sensibles aux interférences, les circuits d'alimentation filtrent les interférences de conduction à haute fréquence et suppriment le bruit EMI dans les ordinateurs, les caméras, les magnétoscopes, les systèmes de télévision et les téléphones cellulaires.