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磁珠與電感在解決EMI和EMC方面的作用有何區(qū)別

在解決電磁干擾和電磁兼容問題時，磁珠和電感有什么區(qū)別和特點(diǎn)，使用磁珠更好嗎？原則上，磁珠可以等同于電感，因此磁珠相當(dāng)于電磁干擾和電磁兼容電路中的電感抑制功能，主要是抑制高頻傳導(dǎo)干擾信號。磁珠可以等效為電感，但這種等效電感不同于電感線圈。磁珠和電感線圈的zui大區(qū)別在于電感線圈具有分布電容。因此，電感線圈相當(dāng)于與分布電容并聯(lián)的電感。如圖1所示。在圖1中，LX是電感線圈的等效電感(理想電感)，RX是線圈的等效電阻，CX是電感的分布電容。理論上，為了抑制傳導(dǎo)干擾信號，要求被抑制的電感器的電感越大越好。然而，對于電感來說，電感越大，電感的分布電容就越大，這兩種效應(yīng)會相互抵消。圖2是示出普通電感器的阻抗和頻率之間的關(guān)系的曲線圖。從圖中可以看出，電感器的阻抗zui初隨著頻率的增加而增加，但是當(dāng)其阻抗增加到zui大值時，阻抗隨著頻率的增加而迅速減小，這是由于并聯(lián)分布電容器的影響。當(dāng)阻抗增加到zui大值時，就是電感線圈的分布電容和等效電感產(chǎn)生并聯(lián)諧振的地方。在圖中，L1 L2 L3顯示電感越大，其諧振頻率越低。從圖2可以看出，如果要抑制頻率為1MHz的干擾信號，L1比L3更好，因?yàn)長3的電感比L1小十倍，所以L3的成本也比L1低得多。如果我們想進(jìn)一步提高抑制頻率，那么我們選擇的電感線圈在zui大電流之后將必須是它的zui小極限值，只有一圈或更少。磁珠或穿心感應(yīng)器是少于一圈的電感線圈。然而，穿芯電感比單線圈電感線圈的分布電容小幾倍到幾十倍，因此穿芯電感具有比單線圈電感線圈更高的工作頻率。

手機(jī)EMI抗干擾功能

在某些情況下，靜電放電不是工程師必須解決的問題。由于移動電話發(fā)射射頻信號時，許多電子元件都暴露在射頻輻射下，因此必須抑制射頻輻射以保護(hù)正常工作。即使在某些情況下，一些集成電路本身也會產(chǎn)生射頻輻射和射頻干擾。

基本上，許多接口容易受到全球移動通信系統(tǒng)脈沖的影響，例如音頻線路或液晶顯示器或照相機(jī)模塊，產(chǎn)生可聽見的噪音或可見的屏幕抖動。這就是為什么在設(shè)計(jì)手機(jī)時強(qiáng)烈推薦使用電磁干擾濾波器。

從某種意義上說，抑制電磁輻射已經(jīng)成為下一代手機(jī)的一個關(guān)鍵問題，例如多頻手機(jī)或3G手機(jī)，因?yàn)楝F(xiàn)有的解決方案即將達(dá)到技術(shù)極限。

具有分立電阻和電容的單個RC PI濾波器的設(shè)計(jì)不再是節(jié)省空間的解決方案。另外，由于衰減帶寬很窄，RC濾波器的濾波性能很差。對于空間限制極其嚴(yán)格、工作頻率可擴(kuò)展幾個頻段的多頻手機(jī)和3G手機(jī)來說，這種濾波器的缺陷是顯而易見的。

設(shè)計(jì)者開始關(guān)注具有大衰減和寬衰減頻率帶寬的低通濾波器。由硅制成的集成電磁干擾濾波器適用于所有這些要求。它顯示了非常寬的衰減范圍，從800兆赫到2兆赫或3千兆赫，S21參數(shù)超過30db等。同時，這些濾波器可以實(shí)現(xiàn)用于高速數(shù)據(jù)應(yīng)用的低寄生電容結(jié)構(gòu)和超小的印刷電路板空間。在手機(jī)設(shè)計(jì)的初始階段，靜電放電和電磁干擾問題越來越突出。必須根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選擇特殊方法來解決靜電放電和電磁干擾問題。盡管保護(hù)組件本身的性能至關(guān)重要，但布局考慮也有助于提高系統(tǒng)的整體保護(hù)性能。

抗干擾EMI的方法

鑒于醉的一些朋友近一直在網(wǎng)站上問我，我想談?wù)勅绾畏乐闺姶鸥蓴_。目前，抗電磁干擾的方法可能包括屏蔽、擴(kuò)頻、濾波等。以及通過集成接地、布線、重疊等進(jìn)行預(yù)防。電磁屏蔽法主要用于屏蔽300兆赫以上的電磁噪聲。此外，屏蔽復(fù)合材料也是常用的方法。例如，手機(jī)通常是真空電鍍的。塑料外殼中插入一個抗干擾磁環(huán)，隔離電磁波發(fā)散。擴(kuò)頻規(guī)則用于擴(kuò)展時鐘信號并降低峰值信號波形幅度，以降低信號的峰值電平。目前，一些基本輸入輸出系統(tǒng)已經(jīng)提供內(nèi)置的擴(kuò)頻功能，可以由用戶設(shè)置。使用擴(kuò)頻方法需要在信號失真和電磁干擾衰減之間取得平衡，通常為1% ~ 1.5%，如果超過3%，信號將會失真太大而不可行。濾波器或?yàn)V波器電路的使用通常被設(shè)計(jì)工程師所采用，因?yàn)槠涑杀镜筒⑶倚枰砻尜N裝工藝。濾波器的使用時機(jī)和方式根據(jù)不同的防護(hù)要求而定，如電源電路的電源走線上可以使用大電流的鐵氧體磁珠；普通鐵氧體磁珠可用于抑制特定頻率的噪聲信號。CMF用于抑制差模電路(如USB、1394和LVDS)的噪聲發(fā)射。