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【超级干货】磁珠,电感和电容在滤波上有什么区别?
智能物联研习社 | 2021-03-22 17:59:34    阅读:1674   发布文章

关于磁珠、电感和电容在滤波上的区别,你在搞清楚这个问题前,需要理解这些原理、作用以及区别。

以下分享一关于电感、磁珠以及0欧电阻的区别,我看很多人比较关心,借此分享此文~

1、电感是储能元件,多用于电源滤波回路、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。

对电感而言,它的感抗是和频率成正比的。

这可以由公式:XL = 2πfL 来说明,其中XL是感抗(单位是Ω)。

例如:一个理想的10mH电感,在10 kHz时,感抗是628Ω;在100 MHz时,增加到6.2MΩ。因此在100MHz 时,此电感可以视为开路(open circuit)。在100MHz时,若让一个讯号通过此电感,将会造成此讯号品质的下降。


2、磁珠(ferrite bead)的材料是铁镁或铁镍合金,这些材料具有有很高的电阻率和磁导率,在高频率和高阻抗下,电感内线圈之间的电容值会最小。

磁珠通常只适用于高频电路,因为在低频时,它们基本上是保有电感的完整特性(包含有电阻和抗性分量),因此会造成线路上的些微损失。而在高频时,它基本上只具有抗性分量 (jωL),并且抗性分量会随着频率上升而增加。象一些RF 电路,PLL,振荡电路,含超高频存储器电路(DDR,SDRAM,RAMBUS 等)都需要在电源输入部分加磁珠。

实际上,磁珠是射频能量的高频衰减器。其实,可以将磁珠视为一个电阻并联一个电感。在低频时,电阻被电感「短路」,电流 流往电感;在高频时,电感的高感抗迫使电流流向电阻。本质上,磁珠是一种「耗散装置(dissipative device)」,它会将高频能量转换成热能。因此,在效能上,它只能被当成电阻来解释,而不是电感。


3、0欧电阻的作用如下:
1,在电路中没有任何功能,只是在PCB上为了调试方便或兼容设计等原因。
2,可以做跳线用,如果某段线路不用,直接补贴该电阻即可(不影响外观)
3,在匹配电路参数不确定的时候,以0ohm代替,实际调试的时候,确定参数,再以具体数值的元件代替。
4,想测某部分电路的耗电流的时候,可以去掉0ohm电阻,接上电流表,这样方便测耗电流。
5,在布线时,如果实在布不过去了,也可以加一个0ohm的电阻(感觉应该是用直插的,不应该是表贴的[luther.gliethttp])
6,在高频信号下,充当电感或电容。(与外部电路特性有关)电感用,主要
是解决EMC问题。(如地与地,电源和IC Pin 间)
7,单点接地(指保护接地、工作接地、直流接地在设备上相互分开,各自成为独立系统。)
8,熔丝作用电感
①模拟地和数字地单点接地
只 要是地,最终都要接到一起,然后入大地。如果不接在一起就是”浮地”,存在压差,容易积累电荷,造成静电。地是参考0电位,所有电压都是参考地得出的,地 的标准要一致,故各种地应短接在一起。人们认为大地能够吸收所有电荷,始终维持稳定,是最终的地考点。虽然有些板子没有接大地,但发电厂是接大地的,板子 上的电源最终还是会返回发电厂入地。如果把模拟地和数字地
大 面积直接相连,会导致互相干扰。不短接又不妥,理由如上有四种方法解决此问题:


1、用磁珠连接; 磁珠的等效电路相当于带阻限波器,只对某个频点的噪声有显著抑制作用,使用时需要预先估计噪点频率,以便选用适当型号。对于频率不确定或无法预知的情况,磁珠不合。
2、用电容连接; 电容隔直通交,易造成浮地。
3、用电感连接; 电感体积大,杂散参数多,不稳定。
4、用0 欧姆电阻连接; 0 欧电阻相当于很窄的电流通路,能够有效地限制环路电流,使噪声得到抑制。电阻在所有频带上都有衰减作用(0 欧电阻也有阻抗),这点比磁珠强。
②跨接时用于电流回路
当分割电地平面后,造成信号最短回流路径断裂,此时,信号回路不得不绕道,形成很大的环路面积,电场和磁场的影响就变强了,容易干扰/被干扰。在分割区上跨接0 欧电阻,可以提供较短的回流路径,减小干扰。
③配置电路
一般,产品上不要出现跳线和拨码开关。有时用户会乱动设置,易引起误会,为了减少维护费用,应用0 欧电阻代替跳线等焊在板子上。空置跳线在高频时相当于天线,用贴片电阻效果好。
④其他用途:
A、布线时跨线

B、调试/测试用

C、临时取代其他贴片器件

D、作为温度补偿器件更多时候是出于EMC 对策的需要。

另外,0 欧姆电阻比过孔的寄生电感小,而且过孔还会影响地平面(因为要挖孔)。

最后,推荐一个我觉得非常不错的开源智能硬件开发平台,还在学校的时候就用它开发过不少能用手机App/智能音箱控制的作品,平台上还有sdk和电路原理图可以查看,自己DIY智能硬件非常方便,也可以帮助你了解如何画PCB原理图。

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原文出处:中国电子技术论坛


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