在电子电路的规划设计当中,涉及到很多电子元器件的使用。这些器件的特性各异,这就决定了它们在电路当中的位置以及作用也会不尽相同。在这些器件当中比较常用且性质复杂的是磁珠、电感、0欧姆电阻这三类,本篇文章就将为各位新手解答关于这三种器件的作用以及在不同情况下的选取。
电感和磁珠的作用
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,主要用于EMI方面。磁珠用来吸收超高频信号,象一些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。
磁珠有很高的电阻率和磁导率,他等效于电阻和电感串联,但电阻值和电感值都随频率变化。他比普通的电感有更好的高频滤波特性,在高频时呈现阻性,所以能在相当宽的频率范围内保持较高的阻抗,从而提高调频滤波效果。
作为电源滤波,可以使用电感。磁珠的电路符号就是电感但是型号上可以看出使用的是磁珠在电路功能上,磁珠和电感是原理相同的,只是频率特性不同罢了
0欧姆电阻的作用
大概有以下几个功能:
做为跳线使用。这样既美观,安装也方便;
在数字和模拟等混合电路中,往往要求两个地分开,并且单点连接。我们可以用一个0欧的电阻来连接这两个地,而不是直接连在一起。这样做的好处就是,地线被分成了两个网络,在大面积铺铜等处理时,就会方便得多。附带提示一下,这样的场合,有时也会用电感或者磁珠等来连接;
做保险丝用。由于PCB上走线的熔断电流较大,如果发生短路过流等故障时,很难熔断,可能会带来更大的事故。由于0欧电阻电流承受能力比较弱(其实0欧电阻也是有一定的电阻的,只是很小而已),过流时就先将0欧电阻熔断了,从而将电路断开,防止了更大事故的发生。有时也会用一些阻值为零点几或者几欧的小电阻来做保险丝。不过不太推荐这样来用,但有些厂商为了节约成本,就用此将就了;
为调试预留的位置。可以根据需要,决定是否安装,或者其它的值。有时也会用*来标注,表示由调试时决定;
作为配置电路使用。这个作用跟跳线或者拨码开关类似,但是通过焊接固定上去的,这样就避免了普通用户随意修改配置。通过安装不同位置的电阻,就可以更改电路的功能或者设置地址;
大功率的比如磁心EE55的电感是有骨架(BOBBIN)的,这种电感封装要自己做;
小功率的:
工字型电感——封装一般用电解电容的封装比如:RB.15/.3、RB.2/.4等等。
插装的色码电感——这是一种标准电感封装如金属膜功率电阻比如:AXIAL0.5AXIAL0.6等等。
绕线式片状电感——这种电感外形想贴片电阻外形如1206封装的贴片电阻,但尺寸有出入,最好查查厂家资料。
不同场合的选用
模拟地和数字地单点接地
只要是地,最终都要接到一起,然后入大地。如果不接在一起就是"浮地",存在压差,容易积累电荷,造成静电。地是参考0电位,所有电压都是参考地得出的,地的标准要一致,故各种地应短接在一起。人们认为大地能够吸收所有电荷,始终维持稳定,是最终的地参考点。虽然有些板子没有接大地,但发电厂是接大地的,板子上的电源最终还是会返回发电厂入地。如果把模拟地和数字地大面积直接相连,会导致互相干扰。不短接又不妥,理由如上有四种方法解决此问题:用磁珠连接;用电容连接;用电感连接;用0欧姆电阻连接。
磁珠的等效电路相当于带阻限波器,只对某个频点的噪声有显著抑制作用,使用时需要预先估计噪点频率,以便选用适当型号。对于频率不确定或无法预知的情况,磁珠不合。电容隔直通交,造成浮地。电感体积大,杂散参数多,不稳定。
0欧电阻相当于很窄的电流通路,能够有效地限制环路电流,使噪声得到抑制。电阻在所有频带上都有衰减作用(0欧电阻也有阻抗),这点比磁珠强。
跨接时用于电流回路
当分割电地平面后,造成信号最短回流路径断裂,此时,信号回路不得不绕道,形成很大的环路面积,电场和磁场的影响就变强了,容易干扰/被干扰。在分割区上跨接0欧电阻,可以提供较短的回流路径,减小干扰。
配置电路
一般来说,产品上不要出现跳线和拨码开关。有时用户会乱动设置,易引起误会,为了减少维护费用,应用0欧电阻代替跳线等焊在板子上。
空置跳线在高频时相当于天线,用贴片电阻效果好。
其他用途
布线时跨线;调试/测试用;临时取代其他贴片器件;作为温度补偿器件。
更多时候是出于EMC对策的需要。另外,0欧姆电阻比过孔的寄生电感小,而且过孔还会影响地平面(因为要挖孔)。
本篇文章对电感、磁珠、0欧姆电阻的作用,以及在不同场合的应用进行了介绍。不仅对作用进行了解释,还根据不同情况和场合,给出了不同的选择方案,方便大家在实际操作中进行选择,加速设计。
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