PCB Tecnico - Selezione di perle magnetiche nella progettazione di circuiti PCB

Selezione di perle magnetiche nella progettazione del circuito PCB, Per selezionare correttamente le perle magnetiche, dobbiamo prestare attenzione a questi punti.

1. L'unità della perla magnetica è Ohm invece del cacciatore, che dovrebbe essere prestata particolare attenzione. Perché l'unità della perla magnetica è nominale secondo l'impedenza generata ad una certa frequenza e l'unità di impedenza è anche ohm. La curva caratteristica di frequenza e impedenza è generalmente fornita nel database della perla magnetica, generalmente basata su 100MHz, come 1000R@100MHz Significa che l'impedenza della perla magnetica è equivalente a 600 ohm a 100MHz

2. Il filtro ordinario è composto da elementi di reazione senza perdita. La sua funzione nella linea è quella di riflettere la frequenza della banda di arresto indietro alla sorgente del segnale, quindi questo tipo di filtro è anche chiamato filtro di riflessione. Quando l'impedenza del filtro di riflessione e della sorgente del segnale non corrisponde, una certa energia verrà riflessa indietro alla sorgente del segnale, con conseguente miglioramento del livello di interferenza. Per risolvere questo svantaggio, l'anello magnetico della ferrite o il manicotto della perlina possono essere utilizzati sulla linea di ingresso del filtro per convertire i componenti ad alta frequenza in perdita di calore utilizzando la perdita di corrente parassita del segnale ad alta frequenza da parte dell'anello magnetico o della perlina. Pertanto, l'anello magnetico e la perla assorbono effettivamente i componenti ad alta frequenza, quindi a volte viene chiamato filtro di assorbimento

Diversi elementi di soppressione della ferrite hanno diversi intervalli di frequenza ottimali di soppressione. Generalmente, maggiore è la permeabilità, minore è la frequenza di soppressione. Inoltre, maggiore è il volume di ferrite, migliore è l'effetto di soppressione. Quando il volume è certo, la forma lunga e sottile ha un effetto di soppressione migliore rispetto alla forma corta e spessa e più piccolo è il diametro interno, migliore è l'effetto di soppressione. Tuttavia, nel caso della corrente di polarizzazione DC o AC, quando l'anello magnetico / perlina assorbente EMI sopprime l'interferenza di modo differenziale, il suo valore corrente è direttamente proporzionale al suo volume. Lo squilibrio tra i due causa saturazione e riduce le prestazioni dell'elemento; Quando si sopprime l'interferenza in modalità comune, i due fili (positivi e negativi) dell'alimentazione passano attraverso un anello magnetico allo stesso tempo. Il segnale efficace è il segnale di modalità differenziale. L'anello magnetico assorbente EMI / bead non ha alcun effetto su di esso, ma mostrerà una grande quantità di induttanza per il segnale di modalità comune. Un altro metodo migliore nell'uso dell'anello magnetico è quello di rendere i fili dell'anello magnetico passante più volte ripetutamente il vento, al fine di aumentare l'induttanza, il suo effetto di soppressione può essere utilizzato ragionevolmente secondo il suo principio di soppressione dell'interferenza elettromagnetica

L'elemento di soppressione della ferrite deve essere installato vicino alla sorgente di interferenza. Per il circuito di ingresso/uscita, deve essere il più vicino possibile all'ingresso e all'uscita del guscio di schermatura. Per il filtro di assorbimento composto da anello magnetico ferrite e perle magnetiche, oltre ai materiali di consumo ad alta permeabilità, deve prestare attenzione anche alla sua applicazione. La loro resistenza ai componenti ad alta frequenza nella linea è di circa 10-centinaia di Ω, quindi il suo ruolo nei circuiti ad alta impedenza non è evidente. Al contrario, sarà molto efficace nei circuiti a bassa impedenza (come distribuzione di energia, alimentazione o circuiti RF). IV. conclusione

La ferrite è ampiamente usata nel controllo EMI perché può attenuare le frequenze più alte e lasciare che le frequenze più basse passino quasi senza ostacoli. Anelli magnetici / perline utilizzati per l'assorbimento EMI possono essere realizzati in varie forme e sono ampiamente utilizzati in varie occasioni. Ad esempio, su PCB, possono essere aggiunti a moduli DC / DC, linee dati, linee elettriche, ecc. Assorbe segnali di interferenza ad alta frequenza sulla linea, tuttavia, non produrrà nuovi zeri e poli nel sistema e non distruggerà la stabilità del sistema. Quando viene utilizzato insieme al filtro di potenza, può ben integrare la mancanza di prestazioni terminali ad alta frequenza del filtro e migliorare le caratteristiche di filtraggio del sistema

Le perle magnetiche sono utilizzate specialmente per sopprimere il rumore ad alta frequenza e le interferenze di picco sulle linee di segnale e sulle linee elettriche e hanno anche la capacità di assorbire gli impulsi elettrostatici

Le perle magnetiche sono utilizzate per assorbire i segnali UHF. Ad esempio, alcuni circuiti RF, PLL, circuiti di oscillazione e circuiti di memoria UHF (DDR, SDRAM, Rambus, ecc.), perline magnetiche devono essere aggiunte alla parte di ingresso di potenza, mentre l'induttanza è un elemento di accumulo di energia, che viene utilizzato nel circuito di oscillazione LC, nel circuito filtrante a media e bassa frequenza e la sua gamma di frequenza di applicazione raramente supera i 50MHz

La funzione delle perline magnetiche è principalmente quella di eliminare il rumore RF esistente nella struttura della linea di trasmissione (circuito). L'energia RF è la componente sinusoidale AC sovrapposta al livello di trasmissione DC. Il componente DC è il segnale utile richiesto, mentre l'energia RF RF è inutile. L'interferenza elettromagnetica viene trasmessa e irradiata lungo la linea (EMI). Per eliminare queste inutili energie di segnale, le perle magnetiche Chip svolgono il ruolo di resistenza ad alta frequenza (attenuatore). Questo dispositivo permette ai segnali DC di passare attraverso e filtra i segnali AC. Di solito, il segnale ad alta frequenza è più di 30MHz. Tuttavia, il segnale a bassa frequenza sarà influenzato anche dalle perle magnetiche del chip

Le perle magnetiche del chip sono composte da materiali di ferrite morbidi, formando una struttura monolite con resistività ad alto volume. La perdita di corrente parassita è inversamente proporzionale alla resistività dei materiali ferritici. La perdita di corrente parassita è direttamente proporzionale al quadrato della frequenza del segnale. I vantaggi dell'utilizzo di perle magnetiche chip sono miniaturizzazione e leggerezza. Ha alta impedenza nella gamma di frequenza del rumore RF ed elimina l'interferenza elettromagnetica nelle linee di trasmissione. Struttura chiusa del circuito magnetico, meglio eliminare l'avvolgimento di serie dei segnali. Ottima struttura di schermatura magnetica. Ridurre la resistenza DC per evitare un'eccessiva attenuazione dei segnali utili. Caratteristiche significative ad alta frequenza e caratteristiche di impedenza (meglio eliminare l'energia RF). Eliminare l'oscillazione parassitaria nel circuito di amplificazione ad alta frequenza. Funzionare efficacemente nella gamma di frequenze da diversi MHz a centinaia di MHz

Per selezionare correttamente le perle magnetiche, è necessario prestare attenzione ai seguenti punti:

1. Qual è la gamma di frequenza dei segnali indesiderati;

2. Chi è la fonte di rumore;

3. quanta attenuazione del rumore è richiesta;

4. quali sono le condizioni ambientali (temperatura, tensione CC, resistenza strutturale);

5. Impedenza di circuito e carico;

6. se c'è spazio per posizionare le perle magnetiche sul PCB;

I primi tre possono essere giudicati osservando la curva di frequenza di impedenza fornita dal costruttore. Nella curva di impedenza, le tre curve sono molto importanti, vale a dire resistenza, reattività induttiva e impedenza totale. L'impedenza totale è descritta da zr22 π FL () 2 +: = fl. attraverso questa curva, Selezionare il modello di bead magnetico che ha l'impedenza massima all'interno della gamma di frequenza in cui si desidera attenuare il rumore e l'attenuazione del segnale è il più piccolo possibile a bassa frequenza e CC. Le caratteristiche di impedenza delle perle magnetiche del chip saranno influenzate sotto tensione CC eccessiva. Inoltre, se l'aumento della temperatura di lavoro è troppo alto o il campo magnetico esterno è troppo grande, l'impedenza delle perle magnetiche sarà influenzata negativamente. Il motivo per l'uso di perline magnetiche a chip e induttori a chip: se utilizzare perline magnetiche a chip o induttori a chip dipende principalmente dall'applicazione. Gli induttori del chip devono essere utilizzati nei circuiti risonanti. Quando è necessario eliminare il rumore indesiderato EMI, le perle magnetiche del chip sono la scelta migliore. Applicazioni delle perle magnetiche del chip e degli induttori del chip:

Induttori del chip: radiofrequenza (RF) e comunicazione wireless, apparecchiature di tecnologia dell'informazione, rivelatore radar, automobile, telefono cellulare, cercapersone, apparecchiature audio, PDA (assistente digitale personale), sistema di controllo remoto wireless e modulo di alimentazione a bassa tensione, ecc

Chip perle magnetiche: filtrando tra circuito di generazione dell'orologio, circuito analogico e circuito digitale, connettori interni di ingresso / uscita I / O (come porta seriale, porta parallela, tastiera, mouse, telecomunicazioni a lunga distanza, rete locale), tra circuito di radiofrequenza (RF) e apparecchiature logiche facilmente disturbate, filtrando interferenze condotte ad alta frequenza nel circuito di alimentazione, computer, computer, videoregistratore (VCR), soppressione del rumore EMI nei sistemi TV e telefoni cellulari