零電阻、電感、磁珠的具體使用與區(qū)別

零電阻并不意味著電阻值為零，但電阻值很小，但不是零。這就像極限的概念，它是一種接近的狀態(tài)，而不是正常的狀態(tài)。超導(dǎo)體的電阻值為零。因此，零電阻和導(dǎo)線的區(qū)別就在這里。電路板上的零電阻不能直接用電線代替。在應(yīng)該使用零電阻的地方，必須使用零電阻。

那么為什么要使用零電阻呢？你想想這個(gè)問(wèn)題，為什么要用它，不行不行？

我認(rèn)為在印刷電路板設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的是，布線時(shí)可以交叉布線，讓自動(dòng)貼片機(jī)和自動(dòng)插件機(jī)自動(dòng)連接兩點(diǎn)，方便布線。另一點(diǎn)是，當(dāng)印刷電路板布線困難時(shí)，零電阻可以用來(lái)跳過(guò)。

第二，方便調(diào)試硬件電路。簡(jiǎn)而言之，在調(diào)試印刷電路板時(shí)，工程師無(wú)法確定引腳的功能，將使用零電阻來(lái)選擇要使用的功能。每個(gè)人都需要在實(shí)際項(xiàng)目中有經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)在我們可以簡(jiǎn)單地理解和熟悉它。

第三，電阻器的位置可以在印刷電路板設(shè)計(jì)期間被保留，因?yàn)殡娮杵鞯碾娮柚悼梢圆槐活A(yù)先確定。你可以先焊接零電阻，然后在調(diào)試電路時(shí)改變它。然后焊接適當(dāng)?shù)碾娮?。同時(shí)，零電阻也可以用來(lái)測(cè)量系統(tǒng)的電流。具體方法是在需要測(cè)量的地方放置一個(gè)零電阻。在測(cè)量過(guò)程中，用安培計(jì)代替零電阻，然后在測(cè)量后更換安培計(jì)。

磁珠和電感的區(qū)別

電感器是能量存儲(chǔ)元件，而磁珠是高頻能量轉(zhuǎn)換(消耗)裝置。這兩者有不同的目的。電感器主要用于電源濾波電路，主要用于抑制傳導(dǎo)干擾或作為儲(chǔ)能濾波元件。磁珠主要用于信號(hào)電路，主要用于電磁干擾。珠子被用來(lái)吸收高頻或超高頻信號(hào)。例如，一些射頻電路、鎖相環(huán)、振蕩電路以及包括超高頻存儲(chǔ)器(DDR、軟件無(wú)線電存儲(chǔ)器、RAMBUS等)的電路。)都需要在電源輸入部分添加磁珠。電感是一種儲(chǔ)能元件，用于液晶振蕩電路、中低頻濾波電路等。其應(yīng)用頻率范圍很少超過(guò)50兆赫。

磁珠濾波的道理

在實(shí)際應(yīng)用中，鐵氧體材料被用作射頻電路的高頻衰減器。實(shí)際上，鐵氧體相當(dāng)于電阻和電感的并聯(lián)。電阻器在低頻時(shí)被電感器短路，而在高頻時(shí)電感器的阻抗變得相當(dāng)高，因此所有電流都通過(guò)電阻器。鐵氧體是一種有損耗的裝置，在其上高頻能量被轉(zhuǎn)換成熱能，熱能由它的電阻特性決定。

與普通電感相比，鐵氧體磁珠具有更好的高頻濾波特性。鐵氧體在高頻時(shí)具有電阻性，相當(dāng)于低品質(zhì)因數(shù)的電感，因此可以在較寬的頻率范圍內(nèi)連接高阻抗，從而提高高頻時(shí)的濾波效率。

阻抗是由電感的感抗形成的，低頻時(shí)電阻很小，磁芯磁導(dǎo)率很高，所以電感很大，L起次要作用，電磁干擾被反射和抑制；此時(shí)，磁芯的損耗很小，具有高Q特性的電感有時(shí)會(huì)表現(xiàn)出使用鐵氧體磁珠后干擾增強(qiáng)的現(xiàn)象。阻抗由電阻元件構(gòu)成。隨著頻率的增加，磁芯的磁導(dǎo)率降低，導(dǎo)致電感和感抗分量減小。然而，此時(shí)，磁芯和電阻元件的損耗增加，這導(dǎo)致總阻抗增加。當(dāng)高頻信號(hào)通過(guò)鐵氧體時(shí)，電磁干擾被接收并轉(zhuǎn)化為熱能而消散。

鐵氧體抑制元件廣泛用于印刷電路板、電源線和數(shù)據(jù)線。如果在印刷電路板的電源線入口端增加鐵氧體抑制元件，可以濾除高頻干擾。鐵氧體磁環(huán)或磁珠通常用于抑制信號(hào)線和電源線上的高頻干擾和峰值干擾，還具有接收靜電放電脈沖干擾的能力。

磁珠的特性

(1)頻率阻抗曲線[2]

從頻率阻抗曲線可以看出，磁珠有三個(gè)響應(yīng)區(qū):

XR磁珠是電感性的

X=R磁珠開(kāi)始顯示電阻

當(dāng)R=-X磁珠開(kāi)始顯示容性使用時(shí)，有必要使頻率在磁珠的電阻區(qū)進(jìn)行濾波，并且頻率應(yīng)在相對(duì)較小的電感區(qū)。上圖是磁珠的阻抗VSfrequency(兆赫)圖?，F(xiàn)在，如果你想過(guò)濾掉100兆赫茲的噪音，這個(gè)磁珠合適嗎？實(shí)際上，它不合適。雖然這種磁珠在80兆赫左右開(kāi)始顯示電阻，R=X，但在100兆赫左右仍有較大的靈敏度，當(dāng)用于電力線濾波時(shí)，可能會(huì)引起振蕩。這個(gè)磁珠實(shí)際上是zui的噪聲抑制性能，大約為300兆赫。

(2)DC偏置電流對(duì)磁珠性能的影響

上圖顯示了村田給出的DC偏置電流對(duì)阻抗的影響[3]?？梢钥闯?，隨著電流的增加，阻抗開(kāi)始減小。設(shè)備手冊(cè)中給出的額定電流指的是磁珠在給定溫度升高時(shí)可以通過(guò)的大電流，而不是磁珠在該電流下仍能保持零DC偏置的阻抗。

為了有效地過(guò)濾電源，設(shè)計(jì)額定電流降額為20%的磁珠是一種可靠的選擇。