如何在設(shè)計(jì)中使用鐵氧體磁珠來(lái)降低EMI
1.鐵氧體LC濾波器設(shè)計(jì)人員經(jīng)常試圖將鐵氧體磁珠視為低通濾波器。它們會(huì)阻擋高頻，但僅限于特定頻段。在該頻帶之上，它們的固有電容頻率接管。雖然珠子本身不能制作低通濾波器，但當(dāng)它與旁路電容器組合時(shí)它可以。然后你得到的本質(zhì)上是LC（電感和電容）濾波器。在確定如何使用這樣的鐵氧體磁珠時(shí)要注意的一個(gè)主要問(wèn)題是LC共振。
首先，如果你在電路的電源線上使用鐵氧體磁珠，你需要一個(gè)旁路電容。在低頻時(shí)，鐵氧體磁珠充當(dāng)電感器，其抵抗電流的變化。這意味著如果您的集成電路試圖吸收電流峰值，則磁珠將抵抗該峰值，并可能阻礙電路的運(yùn)行。需要旁路電容來(lái)存儲(chǔ)可以提供那些功率尖峰的電荷。旁路電容器通常也是一個(gè)好主意。
一旦將電容器和鐵氧體材料安裝到位，就可以開(kāi)始濾除高頻，與LC濾波器中使用的普通電感相比，鐵氧體磁珠具有一些優(yōu)勢(shì)。鐵氧體磁珠可以在較低頻率下進(jìn)行更陡峭的滾降。它們還具有一些固有阻力，這有助于抑制可能的共振頻率。雖然它們具有一些阻尼能力，但仍然可能發(fā)生LC共振。使用更大的電容器時(shí)，存在特別大的風(fēng)險(xiǎn)。如果您真的想使用大型電容器，可以通過(guò)增加額外的阻尼或以其他方式限制共振來(lái)減輕這種風(fēng)險(xiǎn)。如果發(fā)生共振，可能會(huì)導(dǎo)致高達(dá)10 dB的增益，因此請(qǐng)注意設(shè)計(jì)濾波器以避免共振。
使用鐵氧體磁珠和旁路電容過(guò)濾信號(hào)。
混合信號(hào)接地/電源平面連接
EMI可以通過(guò)電路傳播的主要方式之一是通過(guò)地面和電源平面。這在混合信號(hào)電路中尤為常見(jiàn)，其中單個(gè)地/電平面阻抗用于模擬和數(shù)字信號(hào)。因此，最好有單獨(dú)的接地/電源平面，但仍需要參考相同的相對(duì)電壓。這些問(wèn)題造成了相當(dāng)困難，鐵氧體磁珠可以幫助解決這個(gè)問(wèn)題。
鐵氧體磁珠可用于連接單獨(dú)的模擬和數(shù)字地/電源平面，在這種配置中，兩個(gè)平面都以相同的電壓為參考，但彼此絕緣。精心挑選的珠子可以阻擋通常直接從一個(gè)平面?zhèn)鬟f到另一個(gè)平面的噪音。并非每個(gè)電路都應(yīng)使用由鐵氧體磁珠連接的獨(dú)立接地層，因此在使用之前請(qǐng)檢查此結(jié)構(gòu)是否最適合您。
一般噪聲過(guò)濾
接地和電源平面不是電路中唯一存在噪聲問(wèn)題的部分。您也可能有來(lái)自數(shù)字組件，DC / DC轉(zhuǎn)換器或電源線的噪聲。鐵氧體磁珠可以幫助濾除所有這些來(lái)源的噪聲。
在噪聲較大的組件的情況下，您可以使用鐵氧體磁珠來(lái)分離盡可能多的鐵氧體磁珠。您可能會(huì)為每個(gè)數(shù)字IC配備旁路電容，因此添加鐵氧體磁珠將形成上述LC濾波器。這些濾波器可以衰減來(lái)自元件的噪聲，有助于保持電路免受EMI影響。
一些模擬電路由開(kāi)關(guān)DC / DC轉(zhuǎn)換器供電。您可能會(huì)擔(dān)心這些電源會(huì)將噪聲輸入系統(tǒng)，但您可能并不擔(dān)心模擬芯片會(huì)發(fā)出噪聲。在這種情況下，您可以將鐵氧體磁珠與DC / DC轉(zhuǎn)換器對(duì)齊，并使模擬電路與電源軌上的EMI 絕緣。
鐵氧體通常用于過(guò)濾輸入功率。
您可能會(huì)擔(dān)心從電路板外面?zhèn)鱽?lái)噪音。通常，EMI通過(guò)其初始電源引入PCB。鐵氧體磁珠非常適合濾除這種高頻噪聲。實(shí)際上，這是他們最常見(jiàn)的用法。
無(wú)論您的PCB是爆炸到太空還是留在不起眼的地球上，都需要保護(hù)它們免受EMI影響。鐵氧體磁珠可以通過(guò)衰減特定的高頻帶來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者當(dāng)與旁路陶瓷電容器結(jié)合時(shí)用作LC濾波器。如果您打算在LC濾波器中使用磁珠，請(qǐng)務(wù)必注意LC諧振。您還可以使用鐵氧體磁珠分離混合信號(hào)電路中的接地和電源層，并一般濾除噪聲。
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