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電路設計(三):0歐姆電阻、磁珠、電感的應用

作者:不詳 ; 發布時間:2017-3-15 14:06:18 ; 來源:互聯網  點擊:

一、0歐姆電阻

電路設計中常見到0歐的電阻,大家往往會很迷惑:既然是0歐的電阻,那就是導線,為何要裝上它呢?還有這樣的電阻市場上有賣嗎?其實0歐的電阻還是蠻有用的。大概有以下幾個功能,其最重要且經常用的功能是:

重點介紹:模擬地和數字地單點接地

只要是地,最終都要接到一起,然后入大地。如果不接在一起就是“浮地”,存在壓差,容易積累電荷,造成靜電。地是參考0電位,所有電壓都是參考地得出的,地的標準要一致,故各種地應短接在一起。人們認為大地能夠吸收所有電荷,始終維持穩定,是最終的地參考點。雖然有些板子沒有接大地,但發電廠是接大地的,板子上的電源最終還是會返回發電廠入地。如果把模擬地和數字地大面積直接相連,會導致互相干擾。不短接又不妥,理由如上有四種方法解決此問題:

①、用磁珠連接; 

②、用電容連接;

③、用電感連接;

④、用0歐姆電阻連接。 

區別:

①、磁珠的等效電路相當于帶阻限波器,只對某個頻點的噪聲有顯著抑制作用,使用時需要預先估計噪點頻率,以便選用適當型號。對于頻率不確定或無法預知的情況,磁珠不合。

②、電容隔直通交,造成浮地。

③、電感體積大,雜散參數多,不穩定。

④、0歐電阻相當于很窄的電流通路,能夠有效地限制環路電流,使噪聲得到抑制。電阻在所有頻帶上都有衰減作用(0歐電阻也有阻抗),這點比磁珠強。

0 歐姆電阻的其它作用

①、在電路中沒有任何功能,只是在PCB上為了調試方便或兼容設計等原因。

②、可以做跳線用,如果某段線路不用,直接不貼該電阻即可(不影響外觀)。

③、在匹配電路參數不確定的時候,以0歐姆代替,實際調試的時候,確定參數,再以具體數值的元件代替。

④、測某部分電路的耗電流的時候,可以去掉0ohm電阻,接上電流表,這樣方便測耗電流。、  

⑤、布線時,如果實在布不過去了,也可以加一個0歐的電阻、  

⑥、在高頻信號下,充當電感或電容。(與外部電路特性有關)電感用,主要是解決EMC問題。如地與地,電源和IC、Pin間、  

⑦、單點接地(指保護接地、工作接地、直流接地在設備上相互分開,各自成為獨立系統。)、  

⑧、熔絲作用、  

⑨、跨接時用于電流回路

當分割電地平面后,造成信號最短回流路徑斷裂,此時,信號回路不得不繞道,形成很大的環路面積,電場和磁場的影響就變強了,容易干擾/被干擾。在分割區上跨接0歐電阻,可以提供較短的回流路徑,減小干擾。 

⑩、配置電路

一般,產品上不要出現跳線和撥碼開關。有時用戶會亂動設置,易引起誤會,為了減少維護費用,應用0歐電阻代替跳線等焊在板子上。空置跳線在高頻時相當于天線,用貼片電阻效果好。

⑾、其他用途 

布線時跨線、調試/測試用、臨時取代其他貼片器件、作為溫度補償器件,更多時候是出于EMC對策的需要。另外,0歐姆電阻比過孔的寄生電感小,而且過孔還會影響地平面(因為要挖孔),還有就是不同尺寸0歐電阻允許通過電流不同,一般0603的1A,0805、的2A,所以不同電流會選用不同尺寸的。還有就是為磁珠、電感等預留位置時,得根據磁珠、電感的大小還做封裝,所以0603、0805等不同尺寸的都有了。

附:1歐姆電阻的作用

1歐姆電阻在電路中經常是用來測試的,比如,需要測一個電路中的電流時,我們可以在該電路中串一個1歐姆電阻,測量其兩端的電壓即是該電路的電流(I=U/R,因為R=1,所以測出的電壓值即是電流值)。

二、磁珠:

磁珠專用于抑制信信號線、電源線上的高頻噪聲和尖峰干擾,還具有吸收靜電脈沖的能力。磁珠是用來吸收超高頻信號,象一些RF電路,PLL,振蕩電路,含超高頻存儲器電路(DDR,SDRAM,RAMBUS等)都需要在電源輸入部分加磁珠,而電感是一種蓄能元件,用在LC振蕩電路,中低頻的濾波電路等,其應用頻率范圍很少超過50MHZ。、磁珠有很高的電阻率和磁導率,等效于電阻和電感串聯,但電阻值和電感值都隨頻率變化。

磁珠的功能:主要是消除存在于傳輸線結構(電路)中的RF噪聲,RF能量是疊加在直流傳輸電平上的交流正弦波成分,直流成分是需要的有用信號,而射頻RF能量卻是無用的電磁干擾沿著線路傳輸和輻射(EMI)。要消除這些不需要的信號能量,使用片式磁珠扮演高頻電阻的角色(衰減器),該器件允許直流信號通過,而濾除交流信號。通常高頻信號為30MHz以上,然而,低頻信號也會受到片式磁珠的影響。

磁珠有很高的電阻率和磁導率,它等效于電阻和電感串聯,但電阻值和電感值都隨頻率變化。、它比普通的電感有更好的高頻濾波特性,在高頻時呈現阻性,所以能在相當寬的頻率范圍內保持較高的阻抗,從而提高調頻濾波效果。、

作為電源濾波,可以使用電感。磁珠的電路符號就是電感但是型號上可以看出使用的是磁珠在電路功能上,磁珠和電感是原理相同的,只是頻率特性不同罷了。

注:磁珠的單位是歐姆,而不是亨利,這一點要特別注意。

三、電感

電感是閉合回路的一種屬性。當線圈通過電流后,在線圈中形成磁場感應,感應磁場又會產生感應電流來抵制通過線圈中的電流。這種電流與線圈的相互作用關系稱為電的感抗,也就是電感,單位是“亨利(H)”。

注:關于電感只在此簡要介紹,此內容會在后文中體現。

磁珠和電感的區別

電感是儲能元件,而磁珠是能量轉換(消耗)器件。電感多用于電源濾波回路,側重于抑止傳導性干擾;磁珠多用于信號回路,主要用于EMI方面。磁珠用來吸收超高頻信號,象一些RF電路,PLL,振蕩電路,含超高頻存儲器電路(DDR,SDRAM,RAMBUS等)都需要在電源輸入部分加磁珠,而電感是一種儲能元件,用在LC振蕩電路、中低頻的濾波電路等,其應用頻率范圍很少超過50MHz。在電路功能上,磁珠和電感是原理相同的,只是頻率特性不同罷了。
 
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