《FPGA全程进阶---实战演练》第三章之PCB设计之电感、磁珠和零欧姆电阻
2.电感、磁珠和零欧姆电阻的区别
电感:电感是储能元件,多用于电源滤波回路、LC振荡电路、中低频滤波电路等,其应用频率很少超过50MHz。对电感而言,其感抗值和频率成正比。XL = 2πfL来说明,其中XL是感抗,单位是Ω,例如一个理想的10mH电感,在10KHz时,感抗是628Ω,在100MHz时,增加到6.2MΩ,因此在100MHz时,若让一个信号通过此电感,必将会造成信号品质的下降。
磁珠:磁珠的材料是铁镁或铁镍合金,这些材料具有很高的电阻率和磁导率,在高频率和高阻抗下,电感内线圈之间的电容值会最小。磁珠通常只适用于高频电路,因此在低频时,它们基本上保持电感的完整性(包含有电阻特性和电抗特性分量),因此会造成线路上的微损失。在高频时,它基本上只具有电抗性分量(jwL),并且抗性分量会随着频率上升而增加。像一些PLL,振荡电路,含超高频存储器电(DDR,SDRAM,RAMBUS等)都需要在电源输入部分加磁珠。铁氧体磁珠可以看成是一个电阻和电感的串联,如图3.5所示,通常用来作为一个无源低通滤波器。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。本质上,磁珠是一种“耗散器件”,会将高频能量转换成热能,在性能上,往往将磁珠作为电阻来解释,而不是电感,所以磁珠的单位是欧姆。图3.6是片式磁珠的内部结构。
图3.7是一个实例计算过程,电源额定电压为3.3V,额定电流为300mA,要求对于100MHz、300mVpp的噪声。经过磁珠滤波后达到50mVpp,磁珠应该如何选型?
解: (1)对于100MHz的信号,300mV的噪声需要滤波后衰减到50mV,意味着磁珠上要分压到250mV,假设负载50Ω,Rac / RL = 250 / 50,其中RL = 50Ω,得到 Rac = 250Ω;
(2)电源额定电流300mA,降额系数按照0.75,则选择最小额定电流不低于300mA/0.75= 400mA的磁珠;
(3)IC电源电压最低不得低于3.0V,则磁珠上直流电阻Rdc上的最大压降须不大于0.3V,即300mA * Rdc < 0.3V,得Rdc < 1Ω。
综上描述,Rac = 250Ω(100MHz的情况),Rdc < 1Ω,最小额定电流不低于400mA。其实在磁珠选型方面,笔者也是搜寻了一些资料,大致说明磁珠的选型若是知道噪声干扰源的频率最好,对应着“村田”系列的磁珠进行选择型号即可。但是若是不知道干扰源频率,那么若是电源部分,建议选择和输入电流近似或者超过电源电流,然后再考虑阻抗,利用上述的计算公式即可。若是信号部分,需要先考虑阻抗,然后再考虑电流部分。

图3.5 磁珠等效模型

图3.6 片式磁珠内部结构



3.7 磁珠计算
零欧姆电阻:(1)在电路中没有任何功能,只是在PCB上为了调试方便和兼容设计等原因。
(2)可以做跳线用,如果某段线路不用,直接补贴该电阻即可。
(3)在匹配电路参数不确定的时候,以0ohm代替,实际调试的时候,确定参数,再以具体数值的元件替代。
(4)想测试某段电路的耗电流的时候,可以去掉0ohm电阻,接上电流表,这样方便测耗电流。
(5)在布线时,如果实在布不过去了,可以加一个0ohm电阻(应该是直插式,不应该表贴式的)。
(6)在高频信号下,充当电感或电容。
(7)单点接地。
(8)数字地和模拟地之间的连接到共地端,可以用零欧姆电阻进行连接,此外零欧姆电阻相当于很窄的电流通路,能够有效地限制环路电流,使噪声得到限制,电阻在频带都会有衰减作用,这一点比磁珠强。
《FPGA全程进阶---实战演练》第三章之PCB设计之电感、磁珠和零欧姆电阻的更多相关文章
- 《FPGA全程进阶---实战演练》第二章之PCB layout注意事项以及投板几点说明
上一篇博客讲述了各个部分的原理图,那么根据原理图画出PCB,其实PCB是一门很大的学问,想要掌握谈何容易.就笔者在画PCB时的一些注意事项做一些说明. 1.电源部分的电源线 ...
- 《FPGA全程进阶----实战演练》第二章之系统搭建
1 系统方案 对于设计一款硬件平台,首先要确定整体框架,确定各个模块所需要的芯片以及电压分配情况.图2.6是笔者曾经设计的硬件平台系统. 图2.6系统框图 对于选定一个系统方案之后,接下来做的要先去查 ...
- 《FPGA全程进阶---实战演练》第二章之硬件平台的搭建
学习FPGA,多多少少应该要懂得硬件电路的设计,这样不单单增加了自己的技能,而且还能够对FPGA的硬件实现有更好的了解. 1 模块划分 对于一个基本的FPGA硬件平台,常用的几个电路部分:(1)电源电 ...
- 《FPGA全程进阶---实战演练》第一章之如何学习FPGA
对于很多初学者,大部分都是急于求成,熟不知越是急于求成,最终越是学无所成,到头来两手空空,要学好FPGA,必须弄懂FPGA本质的一些内容. 1.FPGA内部结构及基本原理 FPGA是可以编程的,必须通 ...
- 《FPGA全程进阶---实战演练》第一章之FPGA介绍
1 什么是FPGA FPGA也即是Field Programmable Gate Array的缩写,翻译成中文就是现场可编程门阵列.FPGA是在PAL.GAL.CPLD等可编程器件的基础上发展起来的新 ...
- 《FPGA全程进阶---实战演练》第二章之焊接板子及调试注意事项
1.若是读者第一次做板子,强烈建议画完PCB板后将PCB图打印出来,然后对照你买的芯片将芯片放置对 应的位置,然后查看所有的封装格式适不适合,否则等你做出板子来后再试,为时晚矣.笔者虽然知道要这么 做 ...
- 《FPGA全程进阶---实战演练》第九章 计数器要注意
本小节我们来做一个好玩的事情,就是计数器,还记得在做LED自加实验时我们就曾经提到过关于计数器的相关议题,那么这节我们就来讨论讨论. 探讨一下如下的问题:请用verilog记八个数的写法,分析这个可以 ...
- 《FPGA全程进阶---实战演练》第三十二章 Signal Tap II 应用实例
还有几天就要交文章终稿了,三年的研究生生活也快要结束了,时间飞快,岁月如梭,但学习技术的热情仍然不能松懈,不懂的东西太多,需要实时保持奋斗!!过些天会继续更新<FPGA全程进阶---实战演练&g ...
- 《FPGA全程进阶---实战演练》第二十一章 细说低速与高速电路设计之电阻 电容 电感 磁珠
1.1 什么是高速电路 信号的最高频率成分是取决于有效频率,而不是周期频率. 高速电路的定义是根据信号的有效频率来计算的,在现实世界中,任何信号都是由多个频率分量的正弦波叠加而成的.定义各正弦波分 ...
随机推荐
- fcntl 函数与文件锁
一.fcntl函数 功能:操纵文件描述符,改变已打开的文件的属性 int fcntl(int fd, int cmd, ... /* arg */ ); cmd的取值可以如下: 复制文件描述符 F_D ...
- Linux中断 - 驱动申请中断API
一.前言 本文主要的议题是作为一个普通的驱动工程师,在撰写自己负责的驱动的时候,如何向Linux Kernel中的中断子系统注册中断处理函数?为了理解注册中断的接口,必须了解一些中断线程化(threa ...
- qsort函数、sort函数
先说明一下qsort和sort,只能对连续内存的数据进行排序,像链表这样的结构是无法排序的. 首先说一下, qsort qsort(基本快速排序的方法,每次把数组分成两部分和中间的一个划分值,而对于有 ...
- Factory - 工厂模式
在面向对象编程中, 最通常的方法是一个new操作符产生一个对象实例,new操作符就是用来构造对象实例的.但是在一些情况下, new操作符直接生成对象会带来一些问题.举例来说, 许多类型对象的创造需要一 ...
- Windows 7下在DebugView中显示调试信息
自Windows Vista以来,调试信息在默认状态下是不显示的.为了显示调试信息,按照如下步骤设置即可: 1. 打开注册表: 2. 在HKLM\SYSTEM\CuurentControlSet\Co ...
- Python tan() 函数
描述 tan() 返回x弧度的正弦值. 语法 以下是 tan() 方法的语法: import math math.tan(x) 注意:tan()是不能直接访问的,需要导入 math 模块,然后通过 m ...
- Android开发之控制摄像头拍照
如今的手机一般都会提供相机功能,有些相机的镜头甚至支持1300万以上像素,有些甚至支持独立对焦.光学变焦这些仅仅有单反才有的功能,甚至有些手机直接宣传能够拍到星星.能够说手机已经变成了专业数码相机.为 ...
- Qt中使用DOM解析XML文件或者字符串二(实例)
介绍 在Qt中提供了QtXml模块实现了对XML数据的处理,我们在Qt帮助中输入关键字QtXml Module,可以看到该模块的类表.在这里我们可以看到所有相关的类,它们主要是服务于两种操作XML文档 ...
- GCC中文错误提示
最近在教人学c语言,英语不过关,想把ubuntu16.04的gcc改为中文提示,经查找后发现:目前(2016.8.5)基于gcc5.4版本的中文帮助好像还没有. 后来又仔细查找,现在最新的有中文的也就 ...
- [sh]. 点的含义
. 的含义 当前目录 隐藏文件 任意一个字符 生效配置文件