xəbərlər

Ümumi vəziyyət: Dizayn mühəndisi SMM problemləri olan dövrəyə bir ferrit muncuq daxil edir, ancaq muncuq həqiqətən arzuolunmaz səs-küyü daha da pisləşdirir. Bu necə ola bilər? Ferrit muncuq problemi daha da pisləşdirmədən səs-küy enerjisini aradan qaldırmalı deyilmi?
Bu sualın cavabı kifayət qədər sadədir, lakin çox vaxtını EMI problemlərinin həllinə sərf edənlər istisna olmaqla, geniş başa düşülə bilməz. Sadəcə olaraq, ferrit muncuqlar ferrit muncuq deyil, ferrit muncuq deyil və s. Ferrit muncuq istehsalçılarının əksəriyyəti təmin edir onların hissə nömrəsini, müəyyən bir verilmiş tezlikdə empedans (adətən 100 MHz), DC müqaviməti (DCR), maksimum nominal cərəyanı və bəzi ölçüləri sadalayan cədvəl. vərəq maddi məlumat və müvafiq tezlik performans xüsusiyyətləridir.
Ferrit muncuqlar istilik şəklində dövrədən səs-küy enerjisini çıxara bilən passiv cihazdır. Maqnit muncuqlar geniş tezlik diapazonunda empedans yaradır və bununla da bu tezlik diapazonunda arzuolunmaz səs-küy enerjisinin hamısını və ya bir hissəsini aradan qaldırır. DC gərginlik tətbiqləri üçün ( IC-nin Vcc xətti kimi) tələb olunan siqnal və/yaxud gərginlik və ya cərəyan mənbəyində (I2 x DCR itkisi) böyük güc itkilərinin qarşısını almaq üçün aşağı DC müqavimət dəyərinə malik olmaq arzu edilir. müəyyən müəyyən tezlik diapazonlarında yüksək empedans. Buna görə də, empedans istifadə olunan material (keçiricilik), ferrit boncukunun ölçüsü, sarımların sayı və sarğı strukturu ilə bağlıdır. Aydındır ki, müəyyən bir korpus ölçüsündə və istifadə olunan xüsusi materialda , sarımlar nə qədər çox olarsa, empedans bir o qədər yüksək olar, lakin daxili rulonun fiziki uzunluğu daha uzun olduğu üçün bu, həm də daha yüksək DC müqaviməti yaradacaq. Bu komponentin nominal cərəyanı onun DC müqaviməti ilə tərs mütənasibdir.
EMI tətbiqlərində ferrit muncuqlardan istifadənin əsas aspektlərindən biri komponentin müqavimət mərhələsində olmasıdır. Bu nə deməkdir? Sadə dillə desək, bu o deməkdir ki, “R” (AC müqaviməti) “XL” (induktiv) -dən böyük olmalıdır. reaktivlik).XL> R (aşağı tezlik) olduğu tezliklərdə komponent rezistordan daha çox induktora bənzəyir. R> XL tezliyində hissə özünü rezistor kimi aparır ki, bu da ferrit muncuqlarının tələb olunan xarakteristikasıdır. “R”-nin “XL”-dən böyük olduğu tezlik “krossover” tezliyi adlanır. Bu, Şəkil 1-də göstərilmişdir, burada krossover tezliyi bu misalda 30 MHz-dir və qırmızı ox ilə işarələnmişdir.
Buna baxmağın başqa bir yolu komponentin induktivlik və müqavimət fazaları zamanı həqiqətən nə yerinə yetirməsi baxımındandır. İndüktörün empedansının uyğun gəlmədiyi digər tətbiqlərdə olduğu kimi, daxil olan siqnalın bir hissəsi mənbəyə əks olunur. ferrit muncuqunun digər tərəfindəki həssas avadanlıq üçün müəyyən qorunma təmin edir, lakin o, həmçinin rezonans və rəqsə (zəngə) səbəb ola bilən dövrəyə “L” təqdim edir. Buna görə də, maqnit muncuqları təbiətdə hələ də induktiv olduqda, hissə endüktans və empedans dəyərlərindən asılı olaraq səs-küy enerjisinin əks olunacağı və səs-küy enerjisinin bir hissəsi keçəcəkdir.
Ferrit muncuq rezistiv fazada olduqda, komponent bir rezistor kimi davranır, buna görə də səs-küy enerjisini bloklayır və bu enerjini dövrədən udur və onu istilik şəklində udur. Bəzi induktorlarla eyni şəkildə qurulsa da, istifadə edərək eyni proses, istehsal xətti və texnologiyası, maşınlar və bəzi eyni komponent materialları, ferrit muncuqlar itkili ferrit materiallardan, induktorlar isə aşağı itkili dəmir Oksigen materialından istifadə edir. Bu, Şəkil 2-dəki əyridə göstərilmişdir.
Şəkildə itkili ferrit muncuq materialının davranışını əks etdirən [μ''] göstərilir.
Empedansın 100 MHz-də verilməsi də seçim probleminin bir hissəsidir. EMI-nin bir çox hallarda, bu tezlikdə empedans əhəmiyyətsiz və yanıltıcıdır. Bu “nöqtə”nin dəyəri empedansın artıb-azalmadığını göstərmir. , düz olur və empedans bu tezlikdə pik dəyərinə çatır və materialın hələ də endüktans fazasında olub-olmaması və ya müqavimət fazasına çevrilməsi. Əslində, bir çox ferrit muncuq təchizatçıları eyni ferrit muncuq üçün bir neçə materialdan istifadə edir və ya ən azı məlumat vərəqində göstərildiyi kimi. Şəkil 3-ə baxın. Bu şəkildəki bütün 5 əyri müxtəlif 120 ohm ferrit muncuqlar üçündür.
Daha sonra istifadəçinin əldə etməli olduğu şey ferrit muncuqunun tezlik xüsusiyyətlərini göstərən empedans əyrisidir. Tipik bir empedans əyrisinin nümunəsi Şəkil 4-də göstərilmişdir.
Şəkil 4 çox vacib bir faktı göstərir. Bu hissə 100 MHz tezliyə malik 50 ohm ferrit muncuq kimi təyin edilmişdir, lakin onun kəsişmə tezliyi təxminən 500 MHz-dir və 1 ilə 2,5 GHz arasında 300 ohm-dan çox əldə edir. məlumat vərəqinə baxmaq istifadəçiyə bunu bildirməyəcək və yanıltıcı ola bilər.
Şəkildə göstərildiyi kimi, materialların xassələri dəyişir. Ferrit muncuqları hazırlamaq üçün istifadə edilən ferritin bir çox variantı var. Bəzi materiallar yüksək itki, genişzolaqlı, yüksək tezlikli, aşağı daxiletmə itkisi və s. olur. Şəkil 5 ümumi qruplaşdırmanı göstərir. tətbiq tezliyi və empedans.
Digər ümumi problem ondan ibarətdir ki, dövrə lövhəsi dizaynerləri bəzən təsdiqlənmiş komponentlər bazasında ferrit muncuqların seçimi ilə məhdudlaşırlar. Əgər şirkətdə digər məhsullarda istifadə üçün təsdiq edilmiş və qənaətbəxş hesab edilən bir neçə ferrit muncuq varsa, bir çox hallarda, digər materialları və hissələrin nömrələrini qiymətləndirmək və təsdiqləmək lazım deyil. Yaxın keçmişdə bu, dəfələrlə yuxarıda təsvir edilən orijinal EMI səs-küy probleminin bəzi ağırlaşdırıcı təsirlərinə səbəb olmuşdur. Əvvəllər effektiv üsul növbəti layihəyə tətbiq oluna bilər və ya effektiv olmaya bilər. Siz sadəcə olaraq əvvəlki layihənin EMI həllinə əməl edə bilməzsiniz, xüsusən də tələb olunan siqnalın tezliyi və ya saat avadanlığı kimi potensial şüalanma komponentlərinin tezliyi dəyişdikdə.
Şəkil 6-dakı iki empedans əyrisinə baxsanız, iki oxşar təyin edilmiş hissənin maddi təsirlərini müqayisə edə bilərsiniz.
Bu iki komponent üçün 100 MHz-də empedans 120 ohm təşkil edir. “B” materialından istifadə edərək, sol tərəfdəki hissə üçün maksimum empedans təxminən 150 ohm təşkil edir və 400 MHz-də həyata keçirilir. Sağdakı hissə üçün , “D” materialından istifadə edərək, maksimum empedans 700 ohm təşkil edir, bu, təxminən 700 MHz-də əldə edilir. Lakin ən böyük fərq krossover tezliyidir. Ultra yüksək itkili “B” materialı 6 MHz (R> XL) tezliyində keçir. , çox yüksək tezlikli “D” materialı təxminən 400 MHz-də induktiv olaraq qalır. Hansı hissədən istifadə etmək düzgündür? Bu, hər bir fərdi tətbiqdən asılıdır.
Şəkil 7 EMI-ni basdırmaq üçün yanlış ferrit muncuqları seçildikdə baş verən bütün ümumi problemləri göstərir. Filtrlənməmiş siqnal 3,5V, 1 uS impulsda 474,5 mV aşağı düşmə göstərir.
Yüksək itkili tipli materialdan (mərkəz süjet) istifadə edilməsi nəticəsində hissənin daha yüksək krossover tezliyi səbəbindən ölçmənin aşağı düşməsi artır. Siqnalın zəifləməsi 474,5 mV-dən 749,8 mV-a qədər artdı. Super High Loss materialı aşağı krossover tezliyi və yaxşı performans. Bu proqramda istifadə etmək üçün düzgün material olacaq (sağdakı şəkil). Bu hissədən istifadə edən altlıq 156,3 mV-ə qədər azaldılıb.
Muncuqlardan keçən birbaşa cərəyan artdıqca, əsas material doymağa başlayır. İnduktorlar üçün bu, doyma cərəyanı adlanır və endüktans dəyərində faiz azalması kimi müəyyən edilir. Ferrit muncuqları üçün hissə müqavimət fazasında olduqda, doyma təsiri tezliklə impedans dəyərinin azalmasında əks olunur. Empedansda bu azalma ferrit muncuqlarının effektivliyini və onların EMI (AC) səs-küyünü aradan qaldırmaq qabiliyyətini azaldır. Şəkil 8 ferrit muncuqları üçün tipik DC meyl əyriləri dəstini göstərir.
Bu şəkildə, ferrit muncuq 100 MHz-də 100 ohm ilə qiymətləndirilir. Bu hissədə DC cərəyanı olmadıqda tipik ölçülən empedansdır. Bununla belə, bir dəfə DC cərəyanının tətbiq edildiyi (məsələn, IC VCC üçün) görülə bilər. giriş), effektiv empedans kəskin şəkildə azalır. Yuxarıdakı əyridə, 1.0 A cərəyan üçün effektiv empedans 100 ohm-dan 20 ohm-a qədər dəyişir.100 MHz. Bəlkə də çox kritik deyil, dizayn mühəndisinin diqqət etməli olduğu bir şey. Eynilə, yalnız elektrik xarakteristikası məlumatlarından istifadə etməklə Təchizatçının məlumat vərəqindəki komponentdən asılı olmayaraq, istifadəçi bu DC qərəzliyi fenomenindən xəbərdar olmayacaq.
Yüksək tezlikli RF induktorları kimi, ferrit muncuqdakı daxili rulonun dolama istiqaməti də beadın tezlik xüsusiyyətlərinə böyük təsir göstərir. Sarma istiqaməti yalnız impedans və tezlik səviyyəsi arasındakı əlaqəyə təsir etmir, həm də tezlik reaksiyasını dəyişir. Şəkil 9-da iki 1000 ohm ferrit boncuk eyni korpus ölçüsü və eyni materialla, lakin iki fərqli sarma konfiqurasiyası ilə göstərilmişdir.
Sol hissənin rulonları şaquli müstəvidə sarılır və üfüqi istiqamətdə yığılır ki, bu da üfüqi müstəvidə yaralanan və şaquli istiqamətdə yığılan sağ tərəfdəki hissədən daha yüksək empedans və daha yüksək tezlik reaksiyası yaradır. Bu, qismən bağlıdır. son terminal və daxili rulon arasında azaldılmış parazitar tutumla əlaqəli aşağı tutumlu reaktivliyə (XC). Daha aşağı XC daha yüksək öz-rezonans tezliyi yaradacaq və sonra ferrit muncuqunun empedansının ona qədər artmağa davam etməsinə imkan verəcəkdir. daha yüksək avtorezonans tezliyinə çatır ki, bu da ferrit muncuqunun standart strukturundan yüksəkdir. Empedans dəyəri. Yuxarıdakı iki 1000 ohm ferrit muncuqun əyriləri Şəkil 10-da göstərilmişdir.
Düzgün və yanlış ferrit muncuq seçiminin təsirlərini daha da göstərmək üçün yuxarıda müzakirə edilən məzmunun əksəriyyətini nümayiş etdirmək üçün sadə sınaq sxemindən və sınaq lövhəsindən istifadə etdik. Şəkil 11-də sınaq lövhəsi üç ferrit boncukunun mövqelərini və qeyd olunan sınaq nöqtələrini göstərir. Transmitter çıxışı (TX) cihazından məsafədə yerləşən “A”, “B” və “C”.
Siqnal bütövlüyü üç mövqenin hər birində ferrit muncuqlarının çıxış tərəfində ölçülür və müxtəlif materiallardan hazırlanmış iki ferrit muncuqla təkrarlanır. Birinci material, aşağı tezlikli itkili “S” materialı nöqtələrdə sınaqdan keçirilib. “A”, “B” və “C”. Daha sonra, daha yüksək tezlikli “D” materialı istifadə edilmişdir. Bu iki ferrit muncuqdan istifadə edilən nöqtə-nöqtə nəticələri Şəkil 12-də göstərilmişdir.
Orta cərgədə “keçiddən” süzülməmiş siqnal göstərilir, yüksələn və enən kənarlarda müvafiq olaraq bir qədər üst-üstə düşmə və aşağı düşmə göstərir. Yuxarıdakı sınaq şərtləri üçün düzgün materialdan istifadə etməklə, aşağı tezlikli itkili materialın yaxşı həddi aşdığını görmək olar. yüksələn və enən kənarlarda siqnalın yaxşılaşdırılmasını yoxlayın. Bu nəticələr Şəkil 12-nin yuxarı cərgəsində göstərilmişdir. Yüksək tezlikli materiallardan istifadənin nəticəsi zəng çalmağa səbəb ola bilər ki, bu da hər səviyyəni gücləndirir və qeyri-sabitlik müddətini artırır. Bu sınaq nəticələri alt cərgədə göstərilir.
Şəkil 13-də göstərilən üfüqi skanda tövsiyə olunan yuxarı hissədə (Şəkil 12) tezlik ilə EMI-nin təkmilləşdirilməsinə baxdıqda, görmək olar ki, bütün tezliklər üçün bu hissə EMI sıçrayışlarını əhəmiyyətli dərəcədə azaldır və ümumi səs-küy səviyyəsini 30-da azaldır. təxminən 350 MHz diapazonunda məqbul səviyyə qırmızı xətt ilə vurğulanan EMI limitindən xeyli aşağıdır. Bu, B sinfi avadanlığı üçün ümumi tənzimləyici standartdır (ABŞ-da FCC Hissə 15). Ferrit muncuqlarda istifadə olunan “S” materialı xüsusi olaraq bu aşağı tezliklər üçün istifadə olunur. Görünür ki, tezlik 350 MHz-i keçdikdə, “S” materialı orijinal, süzülməmiş EMI səs-küy səviyyəsinə məhdud təsir göstərir, lakin o, 750 MHz-də böyük sıçrayışı təxminən 6 dB azaldır. EMI səs-küy probleminin əsas hissəsi 350 MHz-dən yüksəkdirsə, siz bunu etməlisiniz. spektrdə maksimum empedansı daha yüksək olan daha yüksək tezlikli ferrit materialların istifadəsini nəzərdən keçirin.
Əlbəttə ki, bütün zənglərin (Şəkil 12-nin aşağı əyrisində göstərildiyi kimi) adətən faktiki performans testi və/və ya simulyasiya proqramı ilə qarşısı alına bilər, lakin ümid edilir ki, bu məqalə oxuculara bir çox ümumi səhvlərdən yan keçməyə və ehtiyacı azaltmağa imkan verəcək. düzgün ferrit muncuq Vaxtını seçin və EMI problemlərini həll etmək üçün ferrit muncuqlara ehtiyac olduqda daha “savadlı” başlanğıc nöqtəsi təmin edin.
Nəhayət, daha çox seçim və dizayn çevikliyi üçün yalnız bir hissə nömrəsini deyil, bir sıra və ya bir sıra ferrit muncuqları təsdiqləmək ən yaxşısıdır. Qeyd etmək lazımdır ki, müxtəlif təchizatçılar müxtəlif materiallardan istifadə edir və hər bir təchizatçının tezlik performansı nəzərdən keçirilməlidir. , xüsusən də eyni layihə üçün birdən çox satınalma aparıldıqda. Bunu ilk dəfə etmək bir qədər asandır, lakin hissələr nəzarət nömrəsi altında komponentlər bazasına daxil edildikdən sonra onlar istənilən yerdə istifadə edilə bilər. Əhəmiyyətli olan odur ki, müxtəlif təchizatçıların hissələrinin tezlik performansı gələcəkdə digər tətbiqlərin mümkünlüyünü aradan qaldırmaq üçün çox oxşardır. Problem baş verdi. Ən yaxşı yol, müxtəlif təchizatçılardan oxşar məlumatları əldə etmək və ən azı bir empedans əyrisinə sahib olmaqdır. Bu, həmçinin EMI probleminizi həll etmək üçün düzgün ferrit muncuqların istifadə olunmasını təmin edəcək.
Chris Burket 1995-ci ildən TDK-da işləyir və hazırda çoxlu sayda passiv komponentləri dəstəkləyən baş proqram mühəndisidir. O, məhsul dizaynı, texniki satış və marketinqlə məşğul olub. Burket bir çox forumlarda texniki məqalələr yazmış və dərc etmişdir. Burket optik/mexaniki açarlar və kondansatörlər üzrə üç ABŞ patenti əldə etmişdir.
In Compliance elektrik və elektron mühəndisliyi mütəxəssisləri üçün xəbərlərin, məlumatların, təhsilin və ilhamın əsas mənbəyidir.
Aerokosmik Avtomobil Rabitə İstehlak Elektroniği Təhsil Enerji və Enerji Sənayesi İnformasiya Texnologiyaları Tibbi Hərbi və Milli Müdafiə