warta

Situasi umum: Insinyur desain nyelapkeun manik ferrite kana sirkuit anu ngalaman masalah EMC, ngan ukur mendakan yén manik éta leres-leres nyababkeun sora anu teu dihoyongkeun langkung parah. Kumaha ieu?
Jawaban kana patarosan ieu cukup basajan, tapi bisa jadi teu lega dipikaharti iwal jalma anu méakkeun lolobana waktu ngarengsekeun masalah EMI.Kantun nempatkeun, manik ferrite teu manik ferrite, teu manik ferrite, jsb. Kalolobaan pabrik ferrite bead nyadiakeun tabel nu mangrupa daptar jumlah bagian maranéhanana, impedansi dina sababaraha frékuénsi dibikeun (biasana 100 MHz), lalawanan DC (DCR), maksimum dipeunteun ayeuna jeung sababaraha dimensi Émbaran (tingali Table 1) .Sagala ampir standard.What teu ditémbongkeun dina data. lambar mangrupa informasi bahan jeung ciri kinerja frékuénsi pakait.
manik Ferrite mangrupakeun alat pasip nu bisa miceun énérgi noise tina sirkuit dina bentuk heat.Manik magnét ngahasilkeun impedansi dina rentang frékuénsi lega, kukituna ngaleungitkeun sakabéh atawa bagian tina énergi noise nu teu dihoyongkeun dina rentang frékuénsi ieu.Pikeun aplikasi tegangan DC ( kayaning garis Vcc tina hiji IC), éta desirable boga nilai lalawanan DC low ulah karugian kakuatan badag dina sinyal diperlukeun jeung / atawa tegangan atawa sumber ayeuna (I2 x DCR leungitna).Najan kitu, éta desirable boga impedansi tinggi dina rentang frékuénsi tangtu tangtu.Ku alatan éta, impedansi nu patali jeung bahan dipaké (perméabilitas), ukuran tina bead ferrite, jumlah windings, sarta pungkal structure.Obviously, dina ukuran perumahan dibikeun tur bahan husus dipaké. , Beuki windings, nu leuwih luhur impedansi, tapi salaku panjang fisik coil internal leuwih panjang, ieu ogé bakal ngahasilkeun résistansi DC nu leuwih luhur. Arus dipeunteun komponén ieu tibalik sabanding jeung lalawanan DC na.
Salah sahiji aspék dasar tina ngagunakeun manik ferrite dina aplikasi EMI éta komponén kudu dina fase lalawanan. Naon eta hartosna? Kantun nempatkeun, ieu hartina "R" (résistansi AC) kudu leuwih gede ti "XL" (induktif). réaktansi).Dina frékuénsi mana XL> R (frekuensi handap), komponén leuwih kawas induktor ti résistor a.Dina frékuénsi R> XL, bagian behaves salaku résistor, nu mangrupakeun ciri diperlukeun tina manik ferrite. frékuénsi di mana "R" janten leuwih badag batan "XL" disebut "kawin silang" frékuénsi. Ieu ditémbongkeun dina Gambar 1, dimana frékuénsi kawin silang 30 MHz dina conto ieu sarta ditandaan ku panah beureum.
Cara séjén pikeun nempo ieu dina watesan naon komponén sabenerna ngalakukeun salila induktansi sarta lalawanan fase.Salaku kalawan aplikasi sejenna dimana impedansi induktor henteu loyog, bagian tina sinyal asup reflected deui ka sumber. nyadiakeun sabagian panyalindungan pikeun alat-alat sénsitip dina sisi séjén tina bead ferrite, tapi ogé ngawanohkeun "L" kana sirkuit, nu bisa ngabalukarkeun résonansi jeung osilasi (ringing) .Ku kituna, nalika manik magnét masih induktif di alam, bagian tina énergi noise bakal reflected sarta bagian tina énergi noise bakal lulus, gumantung kana nilai induktansi jeung impedansi.
Nalika bead ferrite aya dina fase résistif na, komponén behaves kawas résistor a, ku kituna blok énergi noise sarta absorbs énergi nu ti sirkuit, sarta absorbs dina bentuk panas. Sanajan diwangun dina cara nu sarua salaku sababaraha induktor, ngagunakeun prosés sarua, garis produksi jeung téhnologi, mesin, sarta sababaraha bahan komponén sarua, manik ferrite ngagunakeun bahan ferrite lossy, bari induktor ngagunakeun low leungitna beusi Oksigén material.This ditémbongkeun dina kurva dina Gambar 2.
Gambar nunjukkeun [μ''], anu ngagambarkeun paripolah bahan manik ferrite lossy.
Kanyataan yén impedansi dirumuskeun dina 100 MHz oge ​​bagian tina masalah seleksi. Dina loba kasus EMI, impedansi dina frékuénsi ieu téh nyimpang tur nyasabkeun. Nilai "titik" ieu teu nunjukkeun naha impedansi naek, nurun. , janten datar, sarta impedansi ngahontal nilai puncak na dina frékuénsi ieu, sarta naha bahan masih dina fase induktansi na atawa geus robah jadi lalawanan phase.In kanyataanna, loba suppliers manik ferrite ngagunakeun sababaraha bahan pikeun bead ferrite sarua, atawa sahenteuna ditémbongkeun saperti dina lambar data. Tempo Gambar 3. Sadaya 5 kurva dina gambar ieu keur béda 120 ohm ferrite manik.
Lajeng, naon pamaké kudu ménta kurva impedansi némbongkeun ciri frékuénsi bead ferrite.Conto kurva impedansi has ditémbongkeun dina Gambar 4.
angka 4 nembongkeun fakta pohara penting. Bagian ieu ditunjuk salaku 50 ohm ferrite bead kalawan frékuénsi 100 MHz, tapi frékuénsi kawin silang nyaeta ngeunaan 500 MHz, sarta ngahontal leuwih ti 300 ohm antara 1 jeung 2,5 GHz. nempo lambar data moal ngantep pamaké nyaho ieu sarta bisa jadi nyasabkeun.
Ditémbongkeun saperti dina gambar, sipat bahan vary.There loba varian ferrite dipaké pikeun nyieun manik ferrite.Sababaraha bahan anu leungitna tinggi, broadband, frékuénsi luhur, leungitna sisipan low jeung saterusna.Gambar 5 nembongkeun umum grouping ku frékuénsi aplikasi tur impedansi.
masalah umum sejen nyaeta désainer circuit board kadang dugi ka seleksi manik ferrite di database komponén maranéhanana disatujuan. Lamun parusahaan boga ukur sababaraha manik ferrite nu geus disatujuan keur dipake dina produk sejen tur dianggap nyugemakeun, dina loba kasus, teu perlu evaluate sarta approve bahan séjén sarta nomer bagian. Dina kaliwat panganyarna, ieu geus sababaraha kali ngarah ka sababaraha épék ngakeuheulkeun tina masalah noise EMI aslina ditétélakeun di luhur.Metoda saméméhna éféktif bisa jadi lumaku pikeun proyék salajengna, atawa eta. bisa jadi teu éféktif. Anjeun teu bisa saukur nuturkeun solusi EMI tina proyék saméméhna, utamana lamun frékuénsi parobahan sinyal diperlukeun atawa frékuénsi komponén radiating poténsi kayaning parobahan alat jam.
Upami anjeun ningali dua kurva impedansi dina Gambar 6, anjeun tiasa ngabandingkeun épék bahan tina dua bagian anu ditunjuk anu sami.
Pikeun dua komponén ieu, impedansi dina 100 MHz nyaéta 120 ohm. Pikeun bagian kénca, ngagunakeun bahan "B", impedansi maksimum kira-kira 150 ohm, sarta direalisasikeun dina 400 MHz. Pikeun bagian katuhu. , ngagunakeun bahan "D", impedansi maksimum nyaéta 700 ohm, anu kahontal dina kurang leuwih 700 MHz. Tapi bédana pangbadagna nyaéta frékuénsi kawin silang. Karugian ultra-tinggi "B" transisi bahan dina 6 MHz (R> XL) , Sedengkeun bahan "D" frékuénsi pisan tinggi tetep induktif di sabudeureun 400 MHz.Which bagian anu bener ngagunakeun?Éta gumantung kana unggal aplikasi individu.
angka 7 nembongkeun sagala masalah umum anu lumangsung nalika manik ferrite salah dipilih pikeun ngurangan EMI.Sinyal unfiltered nembongkeun 474,5 mV undershoot dina 3,5V, 1 uS pulsa.
Dina hasil tina ngagunakeun bahan tipe leungitna tinggi (plot puseur), undershoot tina ukuran naek alatan frékuénsi kawin silang luhur part.The undershoot sinyal ngaronjat tina 474,5 mV ka 749,8 mV. Bahan Super High Loss ngabogaan frékuénsi kawin silang low jeung kinerja alus.Ieu bakal bahan katuhu pikeun pamakéan dina aplikasi ieu (gambar katuhu). The undershoot maké bagian ieu diréduksi jadi 156,3 mV.
Salaku arus langsung ngaliwatan manik naek, bahan inti mimiti saturate.For induktor, ieu disebut arus jenuh na dieusian salaku persentase serelek dina nilai induktansi.Pikeun manik ferrite, nalika bagian nu aya dina fase lalawanan, anu pangaruh jenuh ieu reflected dina panurunan dina nilai impedansi kalawan serelek frequency.This di impedansi ngurangan efektivitas manik ferrite jeung kamampuhna pikeun ngaleungitkeun EMI (AC) noise.Figure 8 nembongkeun susunan kurva bias DC has pikeun manik ferrite.
Dina gambar ieu, manik ferrite dipeunteun dina 100 ohm dina 100 MHz. Ieu teh impedansi diukur has lamun bagian nu teu boga arus DC. Tapi, bisa ditempo yén sakali arus DC diterapkeun (contona, pikeun IC VCC. input), impedansi éféktif turun nyirorot.Dina kurva di luhur, pikeun arus 1,0 A, impedansi éféktif robah tina 100 ohm ka 20 ohms.100 MHz. Meureun teu kritis teuing, tapi hiji hal anu insinyur desain kudu nengetan. Nya kitu, ku ngagunakeun ukur data karakteristik listrik. komponén dina lambar data supplier urang, pamaké moal sadar fenomena bias DC ieu.
Kawas induktor RF frékuénsi luhur, arah pungkal tina coil jero dina bead ferrite boga pangaruh hébat kana ciri frékuénsi bead.Winding arah teu ukur mangaruhan hubungan antara impedansi jeung tingkat frékuénsi, tapi ogé robah réspon frékuénsi. Dina Gambar 9, dua 1000 ohm manik ferrite ditémbongkeun kalawan ukuran perumahan sarua jeung bahan anu sarua, tapi ku dua konfigurasi pungkal béda.
The coils sahiji bagian kénca anu tatu dina pesawat nangtung sarta tumpuk dina arah horizontal, nu ngahasilkeun impedansi luhur sarta respon frékuénsi luhur batan bagian dina tatu sisi katuhu dina pesawat horizontal sarta tumpuk dina direction.This vertikal sabagean alatan ka réaktansi kapasitif handap (XC) pakait jeung ngurangan kapasitansi parasit antara terminal tungtung jeung coil internal.A handap XC bakal ngahasilkeun frékuénsi timer résonansi luhur, lajeng ngidinan impedansi tina bead ferrite terus ningkat nepika. ngahontal frékuénsi résonansi diri nu leuwih luhur, nu leuwih luhur batan struktur baku tina manik ferrite Nilai impedansi. Kurva dua manik ferit 1000 ohm di luhur dipidangkeun dina Gambar 10.
Jang meberkeun némbongkeun efek tina pilihan bead ferrite bener jeung salah, kami ngagunakeun circuit test basajan tur dewan test pikeun demonstrate lolobana eusi dibahas di luhur. Dina Gambar 11, dewan test nembongkeun posisi tilu manik ferrite jeung titik test ditandaan. "A", "B" jeung "C", nu lokasina dina jarak ti alat kaluaran pamancar (TX).
Integritas sinyal diukur dina sisi kaluaran tina manik ferrite dina tiap tina tilu posisi, sarta diulang ku dua manik ferrite dijieunna tina bahan béda. Bahan munggaran, a low-frékuénsi lossy "S" bahan, diuji dina titik. "A", "B" jeung "C". Salajengna, bahan "D" frékuénsi luhur dipaké. Hasil titik-ka-titik ngagunakeun dua manik ferrite ieu ditémbongkeun dina Gambar 12.
The "ngaliwatan" sinyal unfiltered dipintonkeun dina baris tengah, némbongkeun sababaraha overshoot na undershoot dina rising jeung ragrag edges, respectively.It bisa ditempo yén ngagunakeun bahan bener keur kaayaan test luhur, bahan lossy frékuénsi handap nembongkeun overshoot alus. sarta undershoot perbaikan sinyal dina rising sarta ragrag edges.Hasil ieu ditémbongkeun dina baris luhur Gambar 12.Hasil ngagunakeun bahan frékuénsi luhur bisa ngabalukarkeun ringing, nu amplifies unggal tingkat sarta ngaronjatkeun periode instability.Hasil tés ieu téh ditémbongkeun dina baris handap.
Lamun nempo pamutahiran EMI kalawan frékuénsi dina bagian luhur dianjurkeun (Gambar 12) dina scan horizontal ditémbongkeun dina Gambar 13, bisa ditempo yén pikeun sakabéh frékuénsi, bagian ieu nyata ngurangan paku EMI jeung ngurangan tingkat noise sakabéh dina 30. mun kira Dina rentang 350 MHz, tingkat ditarima jauh handap wates EMI disorot ku garis beureum.Ieu standar pangaturan umum pikeun parabot Kelas B (FCC Part 15 di Amérika Serikat).Bahan "S" dipaké dina manik ferrite husus dipaké pikeun frékuénsi handap ieu. Ieu bisa ditempo yén sakali frékuénsi ngaleuwihan 350 MHz, "S" bahan boga dampak kawates dina aslina, unfiltered tingkat noise EMI, tapi teu ngurangan spike utama dina 750 MHz ku ngeunaan 6 dB. Lamun bagian utama masalah EMI noise leuwih luhur ti 350 MHz, Anjeun kudu mertimbangkeun pamakéan bahan ferrite frékuénsi luhur anu impedansi maksimum leuwih luhur dina spéktrum.
Tangtu, sagala ringing (sakumaha ditémbongkeun dina kurva handap Gambar 12) biasana bisa dihindari ku nguji kinerja sabenerna jeung / atawa software simulasi, tapi ieu ngaharepkeun yén artikel ieu bakal ngidinan pamiarsa pikeun bypass loba kasalahan umum sarta ngurangan kabutuhan. pilih Time bead ferrite bener, sarta nyadiakeun leuwih "dididik" titik awal nalika manik ferrite diperlukeun pikeun mantuan ngajawab masalah EMI.
Tungtungna, éta pangalusna pikeun approve runtuyan atawa runtuyan manik ferrite, teu ngan hiji angka bagian tunggal, pikeun leuwih pilihan jeung desain flexibility.It kudu dicatet yén suppliers béda ngagunakeun bahan béda, sarta kinerja frékuénsi unggal supplier kudu reviewed. , Utamana lamun sababaraha purchases dijieun pikeun proyék nu sarua. Ieu rada gampang pikeun ngalakukeun ieu kahiji kalina, tapi sakali bagian nu diasupkeun kana database komponén dina hiji angka kontrol, aranjeunna lajeng bisa dipaké mana.Nu penting nyaéta yén kinerja frékuénsi bagian ti suppliers béda pisan sarupa ngaleungitkeun kamungkinan aplikasi sejenna dina mangsa nu bakal datang Masalah lumangsung.Cara pangalusna nyaéta pikeun ménta data sarupa ti suppliers béda, sarta sahanteuna mibanda kurva impedansi. Ieu ogé bakal mastikeun yén manik ferrite bener dipaké pikeun ngajawab masalah EMI Anjeun.
Chris Burket geus gawe di TDK saprak 1995 sarta ayeuna insinyur aplikasi senior, ngarojong angka nu gede ngarupakeun komponén pasip.Anjeunna geus kalibet dina desain produk, jualan teknis na marketing.Mr.Burket parantos nyerat sareng nyebarkeun makalah téknis dina seueur forum.Mr.Burket geus diala tilu patén AS on optik / switch mékanis jeung kapasitor.
In Compliance mangrupikeun sumber utama warta, inpormasi, pendidikan sareng inspirasi pikeun profésional rékayasa listrik sareng éléktronik.
Aerospace Automotive Communications Consumer Electronics Atikan Énergi jeung Power Industri Téknologi Émbaran Médis Militer jeung Pertahanan Nasional