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磁珠的選用與應(yīng)用

由于在任何傳輸線中都不可避免地存在引線電阻、引線電感和雜散電容，標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號在通過長傳輸線后容易過沖和振鈴。大量實驗證明，引線電阻可以降低脈沖的平均幅度，引線電感和雜散電容的存在是過沖和振鈴的根本原因。在脈沖前沿上升時間相同的情況下，引線電感越大，過沖和振鈴現(xiàn)象越嚴(yán)重，雜散電容越大，波形上升時間越長，而引線電阻的增加會降低脈沖幅度。在實際電路中，串聯(lián)電阻可以用來減少和抑制過沖和振鈴。圖4示出了使用電阻鐵氧體磁珠來消除由兩個快速邏輯門之間的長線傳輸引起的振鈴。

鐵氧體抑制元件也廣泛用于印刷電路板、電源線和數(shù)據(jù)線。如果將鐵氧體磁珠添加到印刷電路板電源線的入口端，可以濾除高頻干擾。鐵氧體磁環(huán)或磁珠專門用于抑制信號線和電源線上的高頻干擾和尖峰干擾。它還具有吸收靜電放電脈沖干擾的能力。這兩個元素的數(shù)值與磁珠的長度成正比，磁珠的長度對抑制效果有明顯的影響，磁珠的長度越長，抑制效果越好。

普通濾波器由無損耗電抗元件組成。它們在電路中的功能是將阻帶頻率反射回信號源。因此，這種濾波器也稱為反射濾波器。當(dāng)反射濾波器與信號源的阻抗不匹配時，一些能量將被反射回信號源，導(dǎo)致干擾水平的增強。為了解決這個問題，可以在濾波器的輸入線上使用鐵氧體磁環(huán)或磁珠套筒，并且可以利用由磁環(huán)或磁珠引起的高頻信號的渦流損耗將高頻分量轉(zhuǎn)換成熱損耗。因此，磁環(huán)和磁珠實際上吸收高頻成分，所以它們有時被稱為吸收濾波器。

當(dāng)吸收電磁干擾的磁環(huán)/磁珠抑制差模干擾時，通過它的電流與其體積成正比，這會導(dǎo)致飽和并降低元件的性能。當(dāng)共模干擾被抑制時，電源的兩根導(dǎo)線(正極和負極)同時通過磁環(huán)，有效信號為差模信號，吸收電磁干擾的磁環(huán)/磁珠對其沒有影響，但對共模信號表現(xiàn)出較大的電感。使用磁環(huán)還有一個更好的方法，就是讓穿過磁環(huán)的導(dǎo)線反復(fù)纏繞幾次，以增加電感。根據(jù)其對電磁干擾的抑制原理，可以合理利用其抑制效果。

鐵氧體抑制元件應(yīng)安裝在干擾源附近。對于輸入/輸出電路，盡可能靠近屏蔽罩的入口和出口。對于由鐵氧體磁環(huán)和磁珠組成的吸收濾波器，除了選擇高磁導(dǎo)率的損耗材料外，還應(yīng)注意其應(yīng)用。它們對電路中高頻元件的電阻大約是十到幾百歐姆，所以它在高阻抗電路中的作用并不明顯，相反，它在低阻抗電路(如配電、電源或射頻電路)中會非常有效。

磁珠的特性

(1)頻率阻抗曲線[2]

從頻率阻抗曲線可以看出，磁珠有三個響應(yīng)區(qū):

XR磁珠是電感性的

X=R磁珠開始顯示電阻

當(dāng)R=-X磁珠開始顯示容性使用時，有必要使頻率在磁珠的電阻區(qū)進行濾波，并且頻率應(yīng)在相對較小的電感區(qū)。上圖是磁珠的阻抗VSfrequency(兆赫)圖。現(xiàn)在，如果你想過濾掉100兆赫茲的噪音，這個磁珠合適嗎？實際上，它不合適。雖然這種磁珠在80兆赫左右開始顯示電阻，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，可能會引起振蕩。這個磁珠實際上是zui的噪聲抑制性能，大約為300兆赫。

(2)DC偏置電流對磁珠性能的影響

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

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