使用铁氧体环作为信号衰减器
关键的外卖
铁氧体环是由磁性材料制成的屏蔽，用于衰减来自电缆和电路的高频信号。
最简单的铁氧体环可以通过在空心铁氧体中插入导线来形成。
在谐振频率下，铁氧体环作为电阻器，以热的形式产生功率损失。
轴向铁氧体环包括在电缆电磁干扰屏蔽
你可能注意到笔记本电脑充电器或电源线上有一个圆柱形的肿块;这些块是轴向铁氧体环包括在电缆EMI屏蔽．笔记本充电器电缆携带电流，并在电源线中引入高频能量，尤其是射频信号。电缆充当天线，辐射和接收来自周围电气和电子设备的射频信号。在充电电缆中包含铁氧体环可以阻挡辐射，从而减少与电缆相关的电磁干扰。让我们在这篇文章中仔细看看铁氧体环的用途。
什么是铁氧体环?
铁氧体环是由磁性材料制成的屏蔽，用于衰减来自电缆和电路的高频信号。在铁氧体环中，衰减的高频能量以热能的形式耗散。铁氧体环的一个基本工作原理是它在高频时表现为电阻器，并将高频能量以加热功率损失的形式消耗掉。
为了衰减高频信号，电缆穿过铁氧体材料制成的环，形成轴向铁氧体环。轴向铁氧体环设计用于电缆安装。在pcb中，表面安装式铁氧体环用于噪声抑制。它们也被称为芯片铁氧体磁珠并且可以在1206或0603等包中使用。
铁氧体环的功能
铁氧体环用于电路或插入电缆，用于:
抑制电磁干扰:铁氧体微珠可以阻挡与电缆相关的高频信号发射和吸收，有助于抑制电磁干扰。
控制寄生振荡:在射频、音频和其他电子放大器中，由于所采用的反馈，会观察到称为寄生振荡的不利振荡。通过在有源放大器件的引线上插入合适的铁氧体环，可以限制放大器输出的寄生振荡的影响。
减少射频耦合:通常，当音频放大器和射频发射机集成时，射频信号与音频信号耦合。射频耦合经常出现在音频放大器中，提高麦克风输出并将其提供给射频发射器。在这种电路中加入铁氧体环可以阻止射频信号与音频信号耦合。
改善电源去耦:当IC电源引脚连接到电源或电源平面时，插入铁氧体环是有利的。通常，在集成电路的电源引脚与地面之间引入解耦电容来绕过高频信号。铁氧体环为来自ic的高频信号提供高阻抗，并通过解耦电容器(低阻抗路径)将其定向到地面。芯片中产生的高频能量有干扰电源的趋势。铁氧体珠的放置也可以阻止高频信号从电源到集成电路的通道，反之亦然。
铁氧体环与频率相关性
最简单的铁氧体环可以通过在空心铁氧体中插入导线来形成。取决于铁氧体材料类型而铁氧体的铁芯形状、铁氧体环的特性发生变化。
铁氧体环对信号的阻抗随频率而变化。铁氧体环的阻抗是频率的函数;因此，应用频率是铁氧体环设计中的一个重要参数。铁氧体环阻抗的性质可以概括为:
- 对于频率小于谐振频率(fr)，铁氧体环的行为就像一个电感。
- 在谐振频率下，铁氧体环作为电阻器，以热的形式产生功率损失。
- 对于频率大于谐振频率，由于寄生元件的影响，铁氧体环表现出电容阻抗。
为了起到噪声抑制或EMI抑制的作用，有必要设计谐振频率更接近所使用信号频带的铁氧体环。这样的设计使铁氧体环类似于电阻，从而有助于以热能的形式消除噪声或EMI。
电缆屏蔽用铁氧体环
铁氧体环常用来分解EMI问题在电缆。为了使铁氧体环有效地作为电缆屏蔽，在安装过程中需要遵循一定的指导方针。在电缆铁氧体环安装过程中需要记住的一些要点是:
- 电缆尺寸:电缆穿过铁氧体环的直径影响其作为衰减器的性能。多根电缆可以通过一个铁氧体环插入。在电缆铁氧体环中引入增加磁路长度的舒适附件可以提高信号衰减。
- 位置:更准确的是将铁氧体环放置在离电子外壳更近的电缆终端处。如果电缆连接两个单独的框，在两端安装铁氧体环没有问题。其目的是将铁氧体环放置在离射频源更近的地方。
- 紧密配合:在电缆的外尺寸和铁氧体环的内尺寸之间提供紧密的配合，有助于提高信号衰减比和磁路径。
在电源线上放置铁氧体环，并将其插入有源器件的引线或IC的电源引脚上，只有在设计时考虑到应用频率并遵循安装指南，才能抑制EMI。考虑Cadence的PCB设计和分析软件来帮助您做到这一点。
领先的电子产品供应商依靠Cadence产品来优化各种市场应用的电源、空间和能源需求。如果您想了解更多我们的创新解决方案，和我们的专家团队谈谈吧或请订阅我们的YouTube频道．