жаңылыктар

Кадимки жагдай: Инженер-конструктор EMC көйгөйлөрүнө туш болгон схемага феррит мончогун киргизет, бирок мончок чындыгында керексиз ызы-чууларды ого бетер начарлатат. Бул кандай болушу мүмкүн?
Бул суроонун жообу абдан жөнөкөй, бирок ал көп убакытты EMI көйгөйлөрүн чечүүгө жумшагандардан башкасы кеңири түшүнүксүз болушу мүмкүн. Жөнөкөй сөз менен айтканда, феррит шурулары феррит мончоктору эмес, феррит шурулары эмес, ж.б. алардын бөлүгүнүн номерин тизмелеген таблица, кээ бир берилген жыштыктагы импеданс (көбүнчө 100 МГц), туруктуу токтун каршылыгы (DCR), максималдуу номиналдык ток жана кээ бир өлчөмдөрү Маалымат (1-таблицаны караңыз). Баары дээрлик стандарттуу. Маалыматта көрсөтүлгөн жок. барак материалдык маалымат жана тиешелүү жыштык аткаруу мүнөздөмөлөрү болуп саналат.
Феррит мончоктору чынжырдан ызы-чуу энергиясын жылуулук түрүндө алып салуучу пассивдүү түзүлүш болуп саналат. Магниттик мончоктор кеңири жыштык диапазонунда импедансты жаратат, ошону менен бул жыштык диапазонундагы керексиз ызы-чуу энергиясын толугу менен же бир бөлүгүн жок кылат. DC чыңалуу колдонмолору ( ICтин Vcc сызыгы сыяктуу), талап кылынган сигналда жана/же чыңалуу же ток булагында (I2 x DCR жоготуу) чоң кубаттуулук жоготууларын болтурбоо үчүн туруктуу токтун төмөн каршылык маанисине ээ болуу керек. белгилүү бир аныкталган жыштык диапазондорунда жогорку импеданс.Ошондуктан, импеданс колдонулган материалга (өткөрүү жөндөмдүүлүгүнө), феррит мончоктун өлчөмүнө, орамалардын санына жана ороп структурасына байланыштуу. , Канчалык көп оролсо, ошончолук жогорку импеданс болот, бирок ички катушканын физикалык узундугу узунураак болгондуктан, бул дагы жогорку DC каршылыгын жаратат. Бул компоненттин номиналдык агымы анын DC каршылыгына тескери пропорционалдуу.
EMI тиркемелеринде феррит мончокторун колдонуунун негизги аспектилеринин бири бул компонент каршылык фазасында болушу керек. Бул эмнени билдирет? Жөнөкөй сөз менен айтканда, бул "R" (AC каршылык) "XL" (индуктивдүү) караганда көбүрөөк болушу керек дегенди билдирет. реактивдүү). “R” “XL”ден чоңураак болгон жыштык “кроссовер” жыштыгы деп аталат. Бул 1-сүрөттө көрсөтүлгөн, мында кроссовер жыштыгы бул мисалда 30 МГц жана кызыл жебе менен белгиленген.
Муну карап чыгуунун дагы бир жолу - индуктивдүүлүк жана каршылык фазаларында компоненттин иш жүзүндө эмнени аткарышы. Индуктордун импедансы дал келбеген башка колдонмолордогудай эле, келген сигналдын бир бөлүгү булакка кайра чагылдырылат. Бул мүмкүн феррит мончоктун башка тарабындагы сезгич жабдуулар үчүн кандайдыр бир коргоону камсыз кылат, бирок ал ошондой эле чынжырга "L" киргизет, ал резонанс жана термелүүгө алып келиши мүмкүн. ызы-чуунун энергиясы чагылдырылат жана ызы-чуу энергиясынын бир бөлүгү индуктивдүүлүк жана импеданс баалуулуктарына жараша өтөт.
Феррит мончогу резистивдүү фазада болгондо, компонент резистор сыяктуу иштейт, ошондуктан ал ызы-чуу энергиясын блоктоп, ошол энергияны чынжырдан сиңирип алат жана аны жылуулук түрүндө соруп алат. Кээ бир индукторлор сыяктуу эле курулган болсо да, ошол эле процесс, өндүрүш линиясы жана технологиясы, техникасы жана ошол эле компоненттик материалдардын айрымдары, феррит мончоктору жоготуулуу феррит материалдарын колдонушат, ал эми индукторлор аз жоготуу темир Кычкылтек материалын колдонушат. Бул 2-сүрөттө ийри сызыкта көрсөтүлгөн.
Сүрөттө [μ''] көрсөтүлгөн, ал жоготууга учураган феррит мончок материалынын жүрүм-турумун чагылдырат.
Импеданс 100 МГцде берилиши да тандоо көйгөйүнүн бир бөлүгү болуп саналат. Көптөгөн EMI учурларында, бул жыштыктагы импеданс маанисиз жана адаштыруучу болуп саналат. Бул "пункттун" мааниси импеданс көбөйүп, азайгандыгын билдирбейт. , жалпак болуп, импеданс бул жыштыктагы эң жогорку маанисине жетет жана материал дагы эле индуктивдүү фазадабы же анын каршылык фазасына айланганбы. Чындыгында, көптөгөн феррит мончок берүүчүлөр бир эле феррит мончогу үчүн бир нече материалдарды колдонушат, же жок дегенде маалымат баракчасында көрсөтүлгөндөй. 3-сүрөттү караңыз. Бул сүрөттөгү бардык 5 ийри сызыктар ар кандай 120 Ом феррит мончоктору үчүн.
Андан кийин, колдонуучу феррит мончокторунун жыштык мүнөздөмөлөрүн көрсөткөн импеданс ийри сызыгын алышы керек. Типтүү импеданс ийри сызыгынын мисалы 4-сүрөттө көрсөтүлгөн.
4-сүрөт абдан маанилүү бир чындыкты көрсөтөт. Бул бөлүк 100 МГц жыштыгы менен 50 Ом феррит мончогу катары белгиленген, бирок анын кроссовер жыштыгы 500 МГц жөнүндө жана 1 жана 2,5 ГГц ортосунда 300 Омго жетет. Дагы, жөн гана маалымат баракчасын карап колдонуучу муну билүүгө жол бербейт жана адаштырышы мүмкүн.
Сүрөттө көрсөтүлгөндөй, материалдардын касиеттери vary.There ferrite beads.Some материалдары жогорку жоготуу, кең тилкелүү, жогорку жыштык, аз киргизүү жоготуу жана on.Figure 5 жалпы топтоо үчүн колдонулат жасоо үчүн колдонулган көптөгөн варианттары бар. колдонуу жыштыгы жана импеданс.
Дагы бир кеңири таралган көйгөй, схеманын дизайнерлери кээде алардын бекитилген компоненттер базасында феррит мончокторун тандоо менен чектелет. Эгерде компанияда башка өнүмдөрдү колдонууга уруксат берилген жана канааттандырарлык деп эсептелген бир нече феррит мончок бар болсо, көп учурларда, башка материалдарды жана бөлүктүн номерлерин баалоо жана бекитүү зарыл эмес. Жакынкы өткөндө, бул бир нече жолу жогоруда сүрөттөлгөн баштапкы EMI ызы-чуу көйгөйүнүн кээ бир курчутуучу кесепеттерине алып келди. Мурда эффективдүү ыкма кийинки долбоорго колдонулушу мүмкүн, же ал эффективдүү болбошу мүмкүн. Мурунку долбоордун EMI чечимин жөн эле ээрчий албайсыз, өзгөчө талап кылынган сигналдын жыштыгы өзгөргөндө же сааттын жабдуулары сыяктуу потенциалдуу нурлануучу компоненттердин жыштыгы өзгөргөндө.
Эгерде сиз 6-сүрөттөгү эки импеданс ийри сызыгын карасаңыз, эки окшош дайындалган бөлүктүн материалдык эффекттерин салыштыра аласыз.
Бул эки компонент үчүн, 100 MHz боюнча импеданс 120 ohms.For сол бөлүгү, "B" материалды колдонуу менен, максималдуу импеданс болжол менен 150 Ом болуп саналат, ал эми 400 MHz боюнча ишке ашырылат. , "D" материалды колдонуу менен, максималдуу импеданс 700 Ом, ал болжол менен 700 MHz жетишилет. Бирок эң чоң айырмачылык - кроссовер жыштыгы. 6 MHz (R> XL) боюнча өтө жогорку жоготуу "B" материалдык өтүүлөрү. , ал эми өтө жогорку жыштыктагы "D" материалы 400 МГц тегерегинде индуктивдүү бойдон калууда. Кайсы бөлүгүн колдонуу туура? Бул ар бир жеке колдонууга жараша болот.
7-сүрөт EMIди басуу үчүн туура эмес феррит мончоктору тандалганда пайда болгон бардык жалпы көйгөйлөрдү көрсөтөт. Фильтрленбеген сигнал 3,5V, 1 uS импульс боюнча 474,5 мВ төмөн көрсөткүчтү көрсөтөт.
Жогорку жоготуу түрүндөгү материалды (борбордук сюжет) колдонуунун натыйжасында бөлүктүн кроссовердик жыштыгынын жогору болушуна байланыштуу өлчөөнүн төмөн түшүүсү көбөйөт. Сигналдын жетишсиздиги 474,5 мВдан 749,8 мВга чейин көбөйдү. Super High Loss материалы төмөн кроссовер жыштыгы жана жакшы аткаруу. Бул тиркемеде колдонуу үчүн туура материал болот (оң жактагы сүрөт). Бул бөлүктүн астындагы бөлүк 156,3 мВ чейин кыскарган.
Мончоктор аркылуу түз ток көбөйгөндө, негизги материал каныкканга баштайт. Индукторлор үчүн бул каныккан ток деп аталат жана индуктивдүүлүктүн пайыздык төмөндөөсү катары көрсөтүлөт. Феррит мончоктору үчүн, бөлүгү каршылык фазасында болгондо каныккандыктын таасири импеданстын импеданс маанисинин frekans менен төмөндөшүндө чагылдырылат. Импеданстын төмөндөшү феррит мончокторунун эффективдүүлүгүн жана EMI (AC) noise.Figure 8 жоюу жөндөмдүүлүгүн төмөндөтөт.
Бул сүрөттө, феррит мончогу 100 MHz боюнча 100 Ом менен бааланат. Бул бөлүгүндө DC агымы жок болгондо типтүү өлчөнгөн импеданс болуп саналат. Бирок, бир жолу DC тогу колдонулганын көрүүгө болот (мисалы, IC VCC үчүн киргизүү), эффективдүү импеданс кескин төмөндөйт. Жогорудагы ийри сызыкта 1,0 А ток үчүн эффективдүү импеданс 100 Омдон 20 Омго чейин өзгөрөт. 100 МГц. Балким, өтө маанилүү эмес, бирок инженер-конструктор көңүл бурушу керек болгон нерсе. Окшош, электрдик мүнөздөмөлөрдү гана колдонуу менен Жеткирүүчүнүн маалымат барагындагы компонентти колдонуучу DC тенденциясынын бул көрүнүшүн билбейт.
Жогорку жыштыктагы RF индукторлор сыяктуу эле, феррит мончоктогу ички катушканын орогуч багыты bead.Winding багытынын жыштык мүнөздөмөлөрүнө чоң таасирин тийгизет, импеданс жана жыштык деңгээлинин ортосундагы мамилеге таасир этпестен, жыштык жообун да өзгөртөт. 9-сүрөттө эки 1000 Ом феррит мончоктору бирдей корпустун өлчөмү жана бир эле материал менен, бирок эки түрдүү орогуч конфигурациялары менен көрсөтүлгөн.
Сол бөлүктүн катушкалары вертикалдуу тегиздикке оролуп, горизонталдуу багытта тизилген, бул оң жагындагы бөлүгүнө караганда жогорку импедансты жана жогорку жыштык реакциясын жаратат. аягы терминал менен ички катушканын ортосундагы кыскартылган мите сыйымдуулугуна байланыштуу төмөнкү сыйымдуулук реактивасына (XC). Төмөнкү XC өзүн-өзү резонанстык жыштыктан жогору чыгарат, андан кийин феррит мончоктун импедансы ага чейин көбөйө берет. жогорку өзүн-өзү резонанстык жыштыкка жетет, бул феррит мончоктун стандарттык структурасынан жогору. Импеданстын мааниси. Жогорудагы эки 1000 Ом феррит мончокторунун ийри сызыктары 10-сүрөттө көрсөтүлгөн.
Мындан ары туура жана туура эмес феррит мончокторун тандоонун натыйжаларын көрсөтүү үчүн, биз жогоруда талкууланган мазмундун көбүн көрсөтүү үчүн жөнөкөй сыноо схемасын жана сыноо тактасын колдондук. 11-сүрөттө, сыноо тактасында үч феррит мончоктун орду жана белгиленген тест чекиттери көрсөтүлгөн. “A”, “B” жана “C”, алар өткөргүчтүн чыгышы (TX) аппаратынан алыстыкта ​​жайгашкан.
Сигналдын бүтүндүгү үч позициянын ар биринде феррит мончокторунун чыгыш тарабында өлчөнөт жана ар кандай материалдардан жасалган эки феррит мончок менен кайталанат. Биринчи материал, төмөнкү жыштыктагы жоготууга дуушар болгон "S" материалы пункттарда сыналды. "A", "B" жана "C". Андан кийин, жогорку жыштыктагы "D" материалы колдонулган. Бул эки феррит мончокторун колдонуу менен чекиттен чекитке жыйынтыктар 12-сүрөттө көрсөтүлгөн.
Ортоңку катарда "аркылуу" чыпкаланбаган сигнал көрсөтүлөт, тиешелүүлүгүнө жараша көтөрүлүп жаткан жана түшкөн четтеринде бир аз ашып түшүүнү жана төмөн түшүүнү көрсөтөт. Жогорудагы сыноо шарттарына туура материалды колдонуу менен төмөнкү жыштыктагы жоготуу материалы жакшы ашып кеткенин көрүүгө болот. жана көтөрүлүп жаткан жана түшкөн кырлардагы сигналдын жакшыруусуна жетишпейт. Бул жыйынтыктар 12-сүрөттүн жогорку сапында көрсөтүлгөн. Жогорку жыштыктагы материалдарды колдонуунун натыйжасы шыңгыроону алып келиши мүмкүн, ал ар бир деңгээлди күчөтөт жана туруксуздуктун мезгилин көбөйтөт. Бул сыноонун натыйжалары төмөнкү сапта көрсөтүлгөн.
13-сүрөттө көрсөтүлгөн горизонталдык сканерлөөдө сунушталган жогорку бөлүгүндө (12-сүрөт) жыштык менен EMIнин жакшыруусун карап жатканда, бардык жыштыктар үчүн бул бөлүк EMI секириктерин кыйла азайтып, ызы-чуунун жалпы деңгээлин 30 деңгээлинде азайтарын көрүүгө болот. болжол менен 350 МГц диапазонунда, алгылыктуу деңгээл кызыл сызык менен белгиленген EMI чегинен алда канча төмөн. Бул B классындагы жабдуулар үчүн жалпы ченемдик стандарт (FCC 15-бөлүк АКШда). Феррит мончокторунда колдонулган "S" материалы бул төмөнкү жыштыктар үчүн атайын колдонулат. Жыштык 350 MHz ашкандан кийин, "S" материалы оригиналдуу, чыпкаланбаган EMI ызы-чуунун деңгээлине чектелүү таасир этет, бирок ал 750 МГцтеги негизги ызы-чууну болжол менен 6 дБга азайтат. EMI ызы-чуу көйгөйүнүн негизги бөлүгү 350 МГцтен жогору болсо, сиз максималдуу импедансы спектрде жогору болгон жогорку жыштыктагы феррит материалдарын колдонууну карап көрөлү.
Албетте, бардык коңгуроолорду (12-сүрөттүн ылдыйкы ийри сызыгында көрсөтүлгөндөй) демейде иш жүзүндө өндүрүмдүүлүктү тестирлөө жана/же симуляциялык программалык камсыздоо аркылуу болтурбай коюуга болот, бирок бул макала окурмандарга көптөгөн кеңири таралган каталарды айланып өтүүгө мүмкүндүк берет деп үмүттөнөбүз. туура феррит шуру Убакытты тандап, жана EMI көйгөйлөрүн чечүүгө жардам берүү үчүн феррит мончоктор керек болгондо көбүрөөк "билимдүү" баштапкы чекит менен камсыз кылуу.
Акыр-аягы, ал көбүрөөк тандоо жана дизайн flexibility.It ар кандай жеткирүүчүлөр ар кандай материалдарды колдонушат, жана ар бир берүүчүнүн жыштык көрсөткүчтөрүн карап чыгуу керек экенин белгилей кетүү керек, бир гана бөлүк саны эмес, бир катар же сериясы ferrite мончок бекитүү үчүн жакшы. , өзгөчө бир эле долбоор үчүн бир нече сатып алуулар жасалганда. Муну биринчи жолу жасоо бир аз оңой, бирок тетиктер контролдук номер астында компоненттер базасына киргизилгенден кийин, аларды каалаган жерде колдонсо болот. Маанилүү нерсе, ар кандай берүүчүлөрдүн бөлүктөрүнүн жыштык көрсөткүчү келечекте башка колдонмолордун мүмкүнчүлүгүн жок кылуу үчүн абдан окшош экендиги. Маселе пайда болду. Эң жакшы жолу, ар кандай берүүчүлөрдөн окшош маалыматтарды алуу жана жок дегенде импеданс ийри сызыгына ээ болуу. Бул сиздин EMI көйгөйүңүздү чечүү үчүн туура феррит мончокторунун колдонулушун камсыз кылат.
Крис Беркет 1995-жылдан бери TDKда иштейт жана азыр көптөгөн пассивдүү компоненттерди колдогон улук колдонмо инженери. Ал продукцияны долбоорлоо, техникалык сатуу жана маркетинг менен алектенген. Буркет көптөгөн форумдарда техникалык макалаларды жазып, жарыялаган. Беркет оптикалык/механикалык өчүргүчтөр жана конденсаторлор боюнча үч америкалык патентке ээ болгон.
In Compliance - бул электр жана электрондук инженерия адистери үчүн жаңылыктардын, маалыматтын, билимдин жана илхамдын негизги булагы.
Аэрокосмостук Унаа байланыштары Керектөөчү электроника Билим берүү Энергетика жана энергетикалык өнөр жай Маалыматтык технологиялар Медициналык Аскердик жана Улуттук Коргоо