EMC磁珠的特性是什么,其選用原則有哪些?
磁珠(Ferritebead)的等效電路是一個DCR電阻串聯一個電感并聯一個電容和一個電阻。DCR是一個恒定值,但后面三個元件都是頻率的函數,也就是說它們的感抗,容抗和阻抗會隨著頻率的變化而變化,當然它們阻值,感值和容值都非常小。
從等效電路中可以看到,當頻率低于fL(LC諧振頻率)時,磁珠呈現電感特性;當頻率等于fL時,磁珠是一個純電阻,此時磁珠的阻抗(impedance)大;當頻率高于諧振頻率點fL時,磁珠則呈現電容特性。
EMI選用磁珠的原則就是磁珠的阻抗在EMI噪聲頻率處大。比如如果EMI噪聲的值在200MHz,那你選擇的時候就要看磁珠的特性曲線,其阻抗值應該在200MHz左右。
磁珠的峰值點出現在1GHz左右。在峰點時,阻抗(Z)曲線的值與電阻(R)的相等。也就是說這個磁珠在1GHz時,是個純電阻,而且阻抗值大。
EMC磁珠到底是什么特性?
兩個不同曲線特征的磁珠A和磁珠B應用于信號線時的情況。
磁珠A和磁珠B的阻抗峰值都在100MHz和200MHz之間,但磁珠A阻抗頻率曲線比較平坦,磁珠B則比較陡峭。
我們將兩個磁珠分別放在如下的20MHz的信號線上,看看對信號輸出會產生什么樣的影響。
用示波器分別量測磁珠輸出端的波形圖
從輸出波形來看,磁珠B的輸出波形失真要明顯小于磁珠A。
原因是磁珠B的阻抗頻率波形比較陡峭,其阻抗在200MHz時較高,只對200MHz附近的信號的衰減較大,但對頻譜很寬的方波波形影響較小。而磁珠A的阻抗頻率特性比較平坦,其對信號的衰減頻譜也比較寬,因此對方波的波形影響也較大。
以下三種情況對應的EMI測試結果。結果是磁珠A和磁珠B都會對EMI噪聲產生很大的衰減。磁珠A在整個EMI頻譜范圍內的衰減要稍好于磁珠B。
因此,在具體選用磁珠時,阻抗頻率特性平坦型的磁珠A比較適合應用于電源線,而頻率特性比較陡峭的磁珠B則較適合應用于信號線。磁珠B在應用于信號線時,可以在盡量保持信號完整性的情況下,盡可能只對EMI頻率附近的噪聲產生最大的衰減。
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