磁珠在电路中的作用

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相信大家对于磁珠这个名词并不陌生,很多人都知道数字电路工作在开关状态,对电源电压干扰严重,因此在一些复杂的电路中,数字电路与模拟电路采用不同的稳压电源,数字电路与模拟电路分开布线,最终一点共地。相信很多在学习信号的人都懂得要区分信号地跟模拟地,最终用一个零欧磁珠将两者连接在一起。至于原因是什么呢?

概念
磁珠实际上等效于电阻跟电感串联,在电路功能上,磁珠和电感是原理相同的,只是频率特定不同罢了。因此磁珠的应用便是根据它的通直阻交的功能。所以,磁珠便应用在消除存在于传输线结构(电路)中的RF噪声上(RF能量就是叠加在直流传输电平上的交流正弦成分)。直流成分才是需要的有用信号,要消除这些不需要的信号能量,使用片式磁珠扮演高频电阻的角色。

应用
磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰,还具有吸收静电脉冲的能力。磁珠是用来吸收超高频信号。
在这里还要提到几个名词:模拟电源、模拟地、数字电源、数字地。对于这几个名词的概念以及解释,网络上已经很多。我个人对此的理解是:模拟电源跟模拟地的两个概念是用在模拟电路上,数字电源跟数字地是用在数字电路上(有点像废话)。

但是在实际应用上,尤其是像我这种刚刚体会到电子设计美好的小白来说,对此还一无所知。模拟信号跟数字信号之间有一些什么区别呢?为什么要区分开呢?

我个人对此的理解是:单片机中数字和模拟之间,因为数字信号是频谱很高的脉冲信号,因此主要是数字部分对模拟部分的干扰很强,不仅一般都采用数字电源跟模拟电源分开,二者之间用滤波器连接,在一些要求较高的场合,例如某些单片机内部的AD转换器进行AD转换时,常常要让数字部分进入休眠状态,绝大部分数字逻辑停止工作,以防止它们对模拟部分形成干扰。如果干扰严重,甚至可以使用两个电源分别用两个电源,一般用电感和电容隔离就行了。

实际上在一些场合对于模拟电源跟数字电源的区分并不大,如果你不使用芯片的AD或者DA功能,可以不区分数字电源跟模拟电源;如果使用了AD或者DA,还需考虑参考电源设计。

磁珠在模拟电源以及数字电源之间的应用电路如下:

磁珠在模拟电源以及数字电源之间的应用电路

图片中的L1是磁珠,在此也顺便说一下磁珠与电感的区别,或者说是它们不同的应用区域吧。我们都知道它们只是频率特性不同而已。磁珠在各种不同的频率电路中,应用范围要比电感广泛一点。电感是储能元件,而磁珠是能量转换(消耗)器件,电感多用于电源滤波回路,侧重于抑止传导性干扰,磁珠多用于信号回路,只要用于EMI方面,用来吸收超高频信号,像一些RF电路,PLL,振荡电路,含超高频存储器电路(DDR,SDRAM,RAMBUS等)都需要在电源输入部分加磁珠,而电感是一种储能元件,用在LC振荡电路、中低频的滤波电路等,其应用频率范围很少超过50MHz。

文章来源:Amusing的博客

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