warta

Kahanan sing umum: Insinyur desain nglebokake manik ferrite menyang sirkuit sing ngalami masalah EMC, mung kanggo nemokake manawa manik kasebut ndadekake swara sing ora dikarepake dadi luwih elek. Kepiye carane bisa?
Jawaban kanggo pitakonan iki cukup prasaja, nanging bisa uga ora bisa dimangerteni sacara wiyar kajaba kanggo wong-wong sing nglampahi paling akeh wektu kanggo ngrampungake masalah EMI. Tabel sing dhaptar nomer part sing, impedansi ing sawetara frekuensi tartamtu (biasane 100 MHz), DC resistance (DCR), maksimum dirating saiki lan sawetara dimensi Informasi (ndeleng Tabel 1).Kabeh meh standar.Apa ora ditampilake ing data. sheet punika informasi materi lan karakteristik kinerja frekuensi cocog.
Ferrite beads minangka piranti pasif sing bisa mbusak energi swara saka sirkuit ing wangun panas.Manik-manik Magnetik ngasilake impedansi ing sawetara frekuensi sudhut, saéngga mbusak kabeh utawa bagéan saka energi gangguan bayangan ing sawetara frekuensi iki.Kanggo aplikasi voltase DC ( kayata baris Vcc saka IC), iku seng di pengeni kanggo duwe nilai resistance DC kurang supaya losses daya gedhe ing sinyal dibutuhake lan / utawa voltase utawa sumber saiki (I2 x DCR mundhut).Nanging, iku seng di pengeni kanggo duwe. impedansi dhuwur ing rentang frekuensi tartamtu.Mulane, impedansi ana hubungane karo materi sing digunakake (permeabilitas), ukuran manik ferit, jumlah gulungan, lan struktur gulung. , liyane windings, sing luwih dhuwur impedansi, nanging minangka dawa fisik saka kumparan internal maneh, iki uga bakal gawé resistance DC luwih. Saiki dirating komponen iki kuwalik proporsional kanggo resistance DC sawijining.
Salah sawijining aspek dhasar nggunakake manik ferit ing aplikasi EMI yaiku komponen kasebut kudu ana ing fase resistensi. Apa tegese? Cukup, iki tegese "R" (resistansi AC) kudu luwih gedhe tinimbang "XL" (induktif). reaktansi). Ing frekuensi ngendi XL> R (frekuensi ngisor), komponèn luwih kaya induktor saka resistor. Ing frekuensi saka R> XL, bagean tumindak minangka resistor, kang minangka karakteristik sing dibutuhake saka manik ferit. frekuensi ing kang "R" dadi luwih gedhe tinimbang "XL" diarani frekuensi "crossover". Iki ditampilake ing Figure 1, ngendi frekuensi silang 30 MHz ing conto iki lan ditandhani dening panah abang.
Cara liya kanggo ndeleng iki yaiku babagan apa komponen sing ditindakake sajrone fase induktansi lan resistensi. Kaya aplikasi liyane sing ora cocog karo impedansi induktor, bagean saka sinyal sing mlebu dibayangke maneh menyang sumber. nyedhiyani sawetara pangayoman kanggo peralatan sensitif ing sisih liya saka manik ferrite, nanging uga pirso "L" menyang sirkuit, kang bisa nimbulaké résonansi lan osilasi (dering).Mulane, nalika manik Magnetik isih induktif ing alam, part. saka energi gangguan bakal dibayangke lan bagéan saka energi gangguan bakal liwati, gumantung ing nilai induktansi lan impedansi.
Nalika manik ferrite ing phase resistive sawijining, komponèn tumindak kaya resistor, supaya mblokir energi gangguan lan nyerep energi saka sirkuit, lan nyerep ing wangun panas.Sanajan dibangun ing cara sing padha karo sawetara induktor, nggunakake proses sing padha, baris produksi lan teknologi, mesin, lan sawetara saka bahan komponen padha, manik ferit nggunakake bahan ferrite lossy, nalika induktor nggunakake kurang wesi Oksigen material.Iki ditampilake ing kurva ing Figure 2.
Angka kasebut nuduhake [μ''], sing nuduhake prilaku material manik ferit sing lossy.
Kasunyatan bilih impedansi diwenehi ing 100 MHz uga minangka bagean saka masalah pilihan. Ing akeh kasus EMI, impedansi ing frekuensi iki ora relevan lan mblusukake. Nilai "titik" iki ora nuduhake manawa impedansi mundhak, nyuda. , dadi warata, lan impedansi tekan nilai puncak ing frekuensi iki, lan apa materi isih ing phase induktansi utawa wis rubah menyang resistance phase.Ing kasunyatan, akeh supplier manik ferit nggunakake macem-macem bahan kanggo manik ferit padha, utawa paling minangka ditampilake ing sheet data.Waca Gambar 3. Kabeh 5 kurva ing tokoh iki kanggo beda 120 ohm manik ferit.
Banjur, sing kudu dipikolehi pangguna yaiku kurva impedansi sing nuduhake karakteristik frekuensi manik ferit. Conto kurva impedansi khas ditampilake ing Gambar 4.
Gambar 4 nuduhake kasunyatan sing penting banget. Bagean iki ditetepake minangka manik ferit 50 ohm kanthi frekuensi 100 MHz, nanging frekuensi silang kira-kira 500 MHz, lan entuk luwih saka 300 ohm antarane 1 lan 2,5 GHz. ndeleng lembar data ora bakal ngidini pangguna ngerti iki lan bisa uga mblusukake.
Kaya sing dituduhake ing gambar kasebut, sifat-sifat bahan kasebut beda-beda. Ana akeh varian ferit sing digunakake kanggo nggawe manik ferit. Sawetara bahan yaiku mundhut dhuwur, pita lebar, frekuensi dhuwur, mundhut insersi kurang lan liya-liyane. Gambar 5 nuduhake klompok umum kanthi frekuensi aplikasi lan impedansi.
Masalah umum liyane yaiku desainer papan sirkuit kadhangkala diwatesi kanggo milih manik ferit ing basis data komponen sing disetujoni. ora perlu kanggo ngevaluasi lan nyetujoni bahan liyane lan nomer bagean.Ing sasi kepungkur, iki wis bola-bali mimpin kanggo sawetara efek aggravating saka masalah swara EMI asli diterangake ing ndhuwur.Cara sing sadurunge efektif bisa ditrapake kanggo project sabanjuré, utawa iku bisa uga ora efektif.Sampeyan ora bisa mung tindakake solusi EMI saka project sadurungé, utamané nalika frekuensi saka owah-owahan sinyal dibutuhake utawa frekuensi komponen radiating potensial kayata owah-owahan peralatan jam.
Yen katon ing loro kurva impedansi ing Figure 6, sampeyan bisa mbandhingaké efek materi saka rong bagean ditetepake padha.
Kanggo loro komponen kasebut, impedansi ing 100 MHz yaiku 120 ohm. Kanggo bagean ing sisih kiwa, nggunakake bahan "B", impedansi maksimum kira-kira 150 ohm, lan diwujudake ing 400 MHz. Kanggo bagean ing sisih tengen. , nggunakake materi "D", impedansi maksimum 700 ohms, kang ngrambah ing kira-kira 700 MHz.Nanging prabédan paling gedhe iku frekuensi silang.The ultra-dhuwur mundhut "B" transisi materi ing 6 MHz (R> XL) , nalika materi "D" frekuensi dhuwur banget tetep induktif ing watara 400 MHz. Bagean endi sing bener kanggo nggunakake? Iku gumantung ing saben aplikasi individu.
Figure 7 nuduhake kabeh masalah umum sing dumadi nalika manik ferrite salah dipilih kanggo nyuda EMI.Sinyal unfiltered nuduhake 474,5 mV undershoot ing 3,5V, 1 uS pulsa.
Ing asil nggunakake materi jinis mundhut dhuwur (plot tengah), undershoot saka pangukuran mundhak amarga frekuensi silang luwih saka part.Signal undershoot tambah saka 474.5 mV kanggo 749.8 mV.Materi Super High Loss nduweni a frekuensi silang kurang lan kinerja apik.Bakal dadi bahan sing tepat kanggo digunakake ing aplikasi iki (gambar ing sisih tengen). Undershoot nggunakake bagean iki dikurangi dadi 156,3 mV.
Minangka arus langsung liwat manik-manik mundhak, materi inti wiwit saturate.Kanggo induktor, iki diarani saiki jenuh lan ditemtokake minangka penurunan persentase ing nilai induktansi.Kanggo manik-manik ferrite, nalika bagean kasebut ana ing fase resistance, efek saka kahanan kang gawe jenuh dibayangke ing nyuda ing Nilai impedansi karo frekuensi.Iki drop ing impedansi nyuda efektifitas saka manik ferrite lan kemampuan kanggo ngilangke EMI (AC) gangguan.Figure 8 nuduhake pesawat saka kurva bias DC khas kanggo manik ferrite.
Ing tokoh iki, manik ferit dirating ing 100 ohm ing 100 MHz. Iki minangka impedansi sing diukur khas nalika bagean kasebut ora duwe arus DC. Nanging, bisa dideleng yen arus DC ditrapake (contone, kanggo IC VCC). input), impedansi efektif mudhun banget.Ing kurva ndhuwur, kanggo 1.0 A saiki, owah-owahan impedansi efektif saka 100 ohms kanggo 20 ohms.100 MHz. Mungkin ora kritis banget, nanging soko sing engineers desain kudu mbayar manungsa waé kanggo. Kajaba iku, nggunakake mung data karakteristik electrical. saka komponèn ing sheet data supplier kang, pangguna ora bakal weruh iki kedadean bias DC.
Kaya induktor RF frekuensi dhuwur, arah nduwurke tumpukan saka kumparan utama ing manik ferrite duwe pengaruh gedhe ing karakteristik frekuensi manik.Winding arah ora mung mengaruhi hubungan antarane impedansi lan tingkat frekuensi, nanging uga ngganti respon frekuensi. Ing Figure 9, loro 1000 ohm ferrite manik-manik ditampilake karo ukuran omah padha lan materi padha, nanging karo rong konfigurasi nduwurke tumpukan beda.
Kumparan sisih kiwa tatu ing bidang vertikal lan ditumpuk ing arah horisontal, sing ngasilake impedansi sing luwih dhuwur lan respon frekuensi sing luwih dhuwur tinimbang bagean ing sisih tengen tatu ing bidang horisontal lan ditumpuk ing arah vertikal. menyang reaktansi kapasitif ngisor (XC) sing digandhengake karo kapasitansi parasit sing suda antarane terminal pungkasan lan kumparan internal. tekan frekuensi resonansi mandhiri sing luwih dhuwur, sing luwih dhuwur tinimbang struktur standar manik ferit Nilai impedansi.
Kanggo luwih nuduhake efek saka pilihan manik ferrite sing bener lan salah, kita nggunakake sirkuit test prasaja lan papan test kanggo nduduhake paling isi rembugan ndhuwur. Ing Figure 11, Papan test nuduhake posisi telung manik ferrite lan titik test ditandhani "A", "B" lan "C", sing dumunung ing kadohan saka piranti output pemancar (TX).
Integritas sinyal diukur ing sisih output saka manik-manik ferrite ing saben telung posisi, lan diulang karo loro manik-manik ferrite digawe saka bahan beda.Materi pisanan, materi lossy "S" frekuensi kurang, dites ing titik. "A", "B" lan "C".Sabanjure, bahan "D" frekuensi sing luwih dhuwur digunakake. Asil point-to-point nggunakake rong manik ferit kasebut ditampilake ing Gambar 12.
"liwat" sinyal unfiltered ditampilake ing baris tengah, nuduhake sawetara overshoot lan undershoot ing Rising lan Mudhun pinggiran, mungguh.Sampeyan bisa ndeleng sing nggunakake materi sing bener kanggo kondisi test ndhuwur, materi lossy frekuensi ngisor nuduhake overshoot apik. lan undershoot sinyal perbaikan ing Rising lan Mudhun pinggiran.Asil iki ditampilake ing baris ndhuwur Figure 12.Asil saka nggunakake bahan frekuensi dhuwur bisa nimbulaké muni, kang amplifies saben tingkat lan nambah periode kahanan kang ora tetep.Asil test iki ditampilake ing baris ngisor.
Nalika ndeleng paningkatan EMI kanthi frekuensi ing sisih ndhuwur sing disaranake (Gambar 12) ing scan horisontal sing ditampilake ing Gambar 13, bisa dideleng manawa kanggo kabeh frekuensi, bagean iki nyuda lonjakan EMI kanthi signifikan lan nyuda tingkat gangguan sakabèhé ing 30. kanggo kira-kira Ing sawetara 350 MHz, tingkat ditrima adoh ngisor watesan EMI disorot dening garis abang.Iki minangka standar regulasi umum kanggo peralatan Kelas B (FCC Part 15 ing Amerika Serikat).Materi "S" sing digunakake ing manik-manik ferit khusus digunakake kanggo frekuensi sing luwih murah. Bisa dideleng yen frekuensi ngluwihi 350 MHz, "S" materi duwe impact winates ing asli, unfiltered tingkat swara EMI, nanging ora nyuda spike utama ing 750 MHz dening bab 6 dB. Yen bagean utama saka masalah gangguan EMI luwih saka 350 MHz, sampeyan kudu nimbang panggunaan bahan ferit frekuensi sing luwih dhuwur sing impedansi maksimum luwih dhuwur ing spektrum.
Mesthi, kabeh muni (minangka ditampilake ing kurva ngisor Figure 12) biasane bisa nyingkiri dening testing kinerja nyata lan / utawa lunak simulasi, nanging ngarep-arep sing artikel iki bakal ngidini nonton kanggo lulus akeh kesalahane umum lan nyuda perlu kanggo pilih wektu manik ferrite bener, lan nyedhiyani luwih "educated" titik wiwitan nalika manik ferrite dibutuhake kanggo bantuan ngatasi masalah EMI.
Pungkasan, paling apik kanggo nyetujoni seri utawa seri manik ferit, ora mung nomer bagean siji, kanggo luwih akeh pilihan lan fleksibilitas desain. Perlu dicathet menawa supplier sing beda nggunakake bahan sing beda, lan kinerja frekuensi saben supplier kudu dideleng. , utamané nalika sawetara tumbas digawe kanggo project padha. Iku rada gampang kanggo nindakake iki pisanan, nanging yen bagean wis mlebu menyang database komponen ing nomer kontrol, banjur bisa digunakake ing ngendi wae.Sing penting yaiku kinerja frekuensi bagean saka pemasok sing beda-beda meh padha kanggo ngilangi kemungkinan aplikasi liyane ing mangsa ngarep Masalah kasebut kedadeyan. Cara sing paling apik yaiku entuk data sing padha saka supplier sing beda-beda, lan paling ora duwe kurva impedansi. Iki uga bakal mesthekake yen manik ferit sing bener digunakake kanggo ngatasi masalah EMI sampeyan.
Chris Burket wis kerja ing TDK wiwit 1995 lan saiki dadi insinyur aplikasi senior, ndhukung akeh komponen pasif. Dheweke wis melu desain produk, sales teknis lan marketing.Mr.Burket wis nulis lan nerbitake makalah teknis ing akeh forum.Mr.Burket wis entuk telung paten AS babagan saklar lan kapasitor optik / mekanik.
In Compliance minangka sumber utama warta, informasi, pendidikan lan inspirasi kanggo profesional teknik listrik lan elektronik.
Aerospace Otomotif Komunikasi Elektronik Konsumen Pendidikan Energi lan Tenaga Industri Teknologi Informasi Militer Kedokteran lan Pertahanan Nasional