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行业老鸟：磁珠电感一对基，选型大法看仔细
11:42:25　　
　电子人都知道，磁珠是被动元器件家族的一个分支。磁珠等效于电阻和电感并联，但电阻值和电感值都随频率而变化（蛤？谁说他不知道？站起来！）　　磁珠在电路中的符号就是电感，而且在电路功能上，磁珠和电感的原理相同，可谓一对好基友，他们之间的不同在于频率特性（磁珠有更好的高频率波特性，能够提高调频滤波效果）。
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　　从构成上来看，磁珠是由氧磁体组成，而电感则是由磁芯和线圈组成。　　从原理上来看，磁珠是把交流信号转化为热能，电感是把交流存储起来并缓慢释放出去。
　　从功能上来看，磁珠是用来吸收超高频信号（例如RF电路，PLL，振荡电路等），而电感是一种储能元件，用在LC振荡电路、中低频滤波电路等，其应用频率范围很少超过50MHz。
　　面对复杂的电路工作，要如何在万千磁珠中选中合适你的那一颗呢？今天行业老鸟手把手教你磁珠选型大法，拿稳了！　　磁珠选型大法（电源线去噪or信号线去噪）　　对症下药是医者原则，行业老鸟表示不服：磁珠选型也要对症下药！
　　磁珠的应用场景分为电源线去噪和信号线去噪这两种，因此选型也要区别对待：
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11:41 上传
　　用于电源线去噪时应注意以下几点　　第一，你要知道开关电源的工作频率。
　　一般来讲，电源产生的辐射EMI噪声，通常在小于 100MHz-300MHz之间。 因此，选磁珠要选峰值频率小于300MHz低频型的磁珠。
　　第二，你要知道电源的工作电流。
　　对于那些放置于开关或非直流信号的磁珠，通常要讲交流信号转换有效值，以此来选择磁珠的额定电流。额定电流值也是电源线磁珠最大的选择要点。
　　第三，在满足排版空间设计要求的情况下，你要尽力选择大大大大大大大尺寸的磁珠。
　　第四，用电源线去噪的磁珠，DCR也是十分关键的参数。　　尤其是对于电池供电的便携设备，应尽量选用DCR小的磁珠，以提高电源效率。　　第五，磁珠的抗阻曲线要尽量平坦。
　　这样才能保证最大限度地滤除电源的高次谐波噪音。
　　用于信号线去噪 应注意以下几点
　　第一，搞清楚信号的工作频率。
　　原则上磁珠的阻抗峰值频率应至少高于信号的有效带宽，否则会影响影响信号完整性，从而影响到系统的正常工作。
　　第二，要知道信号电流。
　　大多数信号（比如视频信号）并没有太大的电流输出，选型时不需要考虑磁珠的额定电流。但部分信号（比如音频信号）是有功率输出的，在这种情况下就要考虑输出电流。
　　用于信号线的磁珠，通常不需要考虑磁珠DCR，磁珠的尺寸要越小越好。最后就是磁珠的阻抗曲线要尽量陡峭，以避免影响信号完整性。
　　别嫌弃我啰嗦，作为一个行业老鸟，我建议你选型的时候脑子里多想想我跟你说的以上七个要点，保证你工作完成的妥妥滴！
　　铁氧体磁珠的前景及趋势
　　铁氧体磁珠是目前应用发展很快的一种抗干扰组件，廉价、易用，滤除高频噪声效果显著（例如村田BLM系列，市占率极高）。　　此外，铁氧体磁珠不仅可用于电源电路中滤除高频噪声，还可广泛应用于其他电路，体积可做得很小。目前小型化便携设备对低噪音要求已越来越高，所以磁珠的应用前景只会越来越明朗，而且其演变趋势也逐步朝着尺寸小型化、高阻抗值、低DCR、 大电流等等方向去不断发展演化 。　　文章来源：易容网Simon徐
12:18:42　　
好文章，不过有一个地方我始终有些疑惑，开关电源的干扰怎么会覆盖到100~300MHz&电源产生的辐射EMI噪声，通常在小于 100MHz-300MHz之间&
我在处理一些EMC问题是也遇到80M，160MHz时有些点，很多工程师首先会怀疑开关电源，我就很纳闷，开关电源开关频率一般在几百kHz-几MHz，实践证明，跟多的时候是一些晶振，DDR，显示屏时钟线等产生的倍频通过电源线当天线辐射出去的。这个时候，磁珠不应该是放在靠近干扰的源端？
高级工程师
13:36:58　　
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楼主是老鸟，期待他的回答。
19:58:55　　
同样期待楼主能解答一下我们的疑惑
14:59:12　　
好文章，不过有一个地方我始终有些疑惑，开关电源的干扰怎么会覆盖到100~300MHz&电源产生的辐射EMI噪声，通常在小于 100MHz-300MHz之间&
我在处理一些EMC问题是也遇到80M，160MHz时有些点，很多工程师首先会怀疑开关电源，我就很纳闷，开关电源开关频率一般在几百kHz-几MHz，实践证明，跟多的时候是一些晶振，DDR，显示屏 ...
这个问题有些复杂 这边文章讲的比较全面 可以解答你们的疑惑
09:33:49　　
同样期待楼主能解答一下我们的疑惑
看1楼的回复
09:34:11　　
楼主是老鸟，期待他的回答。
看上楼 我的回复
11:36:21　　
深厚的技术功底
20:34:48　　
看1楼的回复
受益颇多&&感谢分享
10:50:20　　
受益颇多&&感谢分享
10:52:20　　
深厚的技术功底
19:30:46　　
期待更好更多的分享
15:46:36　　
学习一下& && && && && && &
10:21:27　　
好文章！去电路噪音，磁珠一定少不了 ！ 这是篇纲领性的指导文件 ！
等待验证会员
16:20:35　　
学习。谢谢！
16:31:46　　
学习。谢谢！
09:11:58　　
学习了，受教
09:13:46　　
互相学习 有时间可关注下易容网
助理工程师
09:06:43　　
谢谢楼主的分享！
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磁珠|在EMC设计中|的应用
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　　 问题已经成为当今电子设计制造中的热点和难点问题。实际应用中的问题十分复杂，绝不是依靠理论知识就能够解决的，它更依赖于广大电子工程师的实际经验。为了更好地解决电子产品的性这一问题，主要要考虑接地、）电路与板设计、电缆设计、设计等问题。 　　 本文通过介绍磁珠的基本原理和特性来说明它在开关方面的重要性，以求为开关产品设计者在设计新产品时提供更多、更好的选择。1.铁氧体电磁干扰抑制元件　　 铁氧体是一种立方晶格结构的亚铁磁性。它的制造工艺和机械性能与陶瓷相似，颜色为灰黑色。电磁干扰中经常使用的一类磁芯就是铁氧体，许多厂商都提供专门用于电磁干扰抑制的铁氧体。这种的特点是高频损耗非常大。对于抑制电磁干扰用的铁氧体，最重要的性能参数为磁导率μ和饱和磁通密度Bs。磁导率μ可以表示为复数，实数部分构成电感，虚数部分代表损耗，随着频率的增加而增加。因此，它的等效电路为由电感L和R组成的串联电路，L和R都是频率的函数。当导线穿过这种铁氧体磁芯时，所构成的电感阻抗在形式上是随着频率的升高而增加，但是在不同频率时其机理是完全不同的。　　 在低频段，阻抗由电感的感抗构成，低频时R很小，磁芯的磁导率较高，因此电感量较大，L起主要作用，电磁干扰被反射而受到抑制；并且这时磁芯的损耗较小，整个器件是一个低损耗、高Q特性的电感，这种电感容易造成谐振因此在低频段，有时可能出现使用铁氧体磁珠后干扰增强的现象。　　 在高频段，阻抗由成分构成，随着频率升高，磁芯的磁导率降低，导致电感的电感量减小，感抗成分减小 但是，这时磁芯的损耗增加，成分增加，导致总的阻抗增加，当高频信号通过铁氧体时，电磁干扰被吸收并转换成热能的形式耗散掉。　　 铁氧体抑制元件广泛应用于印制电路板、线和数据线上。如在印制板的线入口端加上铁氧体抑制元件，就可以滤除高频干扰。铁氧体磁环或磁珠专用于抑制信号线、线上的高频干扰和尖峰干扰，它也具有吸收放电脉冲干扰的能力。
2.磁珠的原理和特性　　 当电流流过其中心孔中的导线时，便会是磁珠内部产生循环流动的磁道。用于控制的铁氧体配制时，应当可以把大部分磁通作为中的热散掉。这个现象可以由一个和一个器的串联组合来模拟。如图2所示 　　 两个元件的数值大小与磁珠的长度成正比，而且磁珠的长度对抑制效果有明显影响，磁珠长度越长抑制效果越好。由于信号能量呈磁耦合加到磁珠上，故的电抗与的大小随频率的升高而增大。磁耦合的效率取决于磁珠相对于空气的导磁率。通常组成磁珠的铁氧体的损耗可以通过其相对于空气的导磁率，表示成一个复数量。　　 磁性常常用由此比值 表征出损耗角 。用于抑制元件要求较大的损耗角，这意味着大部分干扰都将被耗散而不被反射。目前出现的各种各样的可用铁氧体，为设计人员将磁珠用于不同场合提供了很大的选择余地。
3.磁珠的应用　　 3.1 尖峰抑制器　　 开关最大的缺点就是容易产生噪声和干扰，这是长期困扰开关的一个关键的技术问题。开关的噪声主要是由开关功率管和开关整流二级管快速变化的切换和脉冲短路电流所引起。因此采用有效元件把它们限制到最小程度是抑制噪声的主要方法之一。通常采用非线性饱和电感来抑制反向恢复电流尖峰，此时铁芯的工作状态是从-Bs 到+Bs。根据在开关续流上的高磁导率与可饱和性的超小型电感元件―磁珠特性的一致性，开发出用来抑制开关开关时产生的峰值电流的尖峰抑制器。　　 尖峰抑制器的性能特点：　　 （1） 初始和最大电感值很高，饱和后残余电感值非线性极不明显。串联接入回路后，电流升高瞬间显示出高阻抗，可以作为所谓的瞬间阻抗元件使用。　　 （2） 适用于防止半导体回路中瞬态电流峰值信号、冲击激励电路和由此而伴生的噪声，还可以防止半导体损坏。　　 （3） 剩余电感极小，电路稳定时损耗很小。　　 （4） 与铁氧体制品的性能绝然不同。　　 （5） 只要避免磁饱和，可作为超小型、高电感的电感元件使用。　　 （6） 可以作为低损耗的高性能可饱和铁芯用于控制和产生。　　 尖峰抑制器要求铁芯具有较高的磁导率，以得到较大的电感量；高矩形比可使铁芯饱和时，电感量应迅速下降到零；矫顽力小、高频损耗低, 否则铁芯放热不能正常工作。　　 尖峰抑制器用途主要表现在减小电流尖峰信号；降低由于电流峰值信号引起的噪声；防止开关的损坏；减低开关的开关损耗；补偿的恢复特性； 防止高频脉冲电流冲击激励。 作为超小型的线路使用等方面。　　 3.2在中的应用　　 a)不加磁珠结果　　 b)加磁珠结果　　 c)L线加磁珠结果　　 d)N线加磁珠结果　　 普通是由无损耗的电抗元件构成的，它在线路中的作用是将阻带频率反射回信号源，所以这类又叫反射。当反射与信号源阻抗不匹配时，就会有一部分能量被反射回信号源，造成干扰电平的增强。为解决这一弊病，可在的进线上使用铁氧体磁环或磁珠套，利用滋环或磁珠对高频信号的涡流损耗，把高频成分转化为热损耗。因此磁环和磁珠实际上对高频成分起吸收作用，所以有时也称之为吸收。　　 不同的铁氧体抑制元件，有不同的最佳抑制频率范围。通常磁导率越高，抑制的频率就越低。此外，铁氧体的体积越大，抑制效果越好。在体积一定时，长而细的形状比短而粗的抑制效果好，内径越小抑制效果也越好。但在有直流或交流偏流的情况下，还存在铁氧体饱和的问题，抑制元件横截面越大，越不易饱和，可承受的偏流越大。　　 基于以上磁珠原理和特性，应用在开关的中，收效明显。从结果便可看到应用磁珠的明显不同。由实验结果看到，由于开关电路、结构布局、功率的影响，有时对差模干扰有很好的抑制作用，有时对共模干扰有很好的抑制作用，有时对干扰起不到抑制作用反而会增加噪声干扰。　　 吸收磁环/磁珠抑制差模干扰时，通过它的电流值正比于其体积，两者失调造成饱和，降低了元件性能；抑制共模干扰时，将的两根线（正负）同时穿过一个磁环，有效信号为差模信号，吸收磁环/磁珠对其没有任何影响，而对于共模信号则会表现出较大的电感量。磁环的使用中还有一个较好的方法是让穿过的磁环的导线反复绕几下，以增加电感量。可以根据它对电磁干扰的抑制原理，合理使用它的抑制作用。　　 铁氧体抑制元件应当安装在靠近干扰源的地方。对于输入／输出电路，应尽量靠近壳的进、出口处。对铁氧体磁环和磁珠构成的吸收，除了应选用高磁导率的有耗外，还要注意它的应用场合。它们在线路中对高频成分所呈现的大约是十至几百Ω，因此它在高阻抗电路中的作用并不明显，相反，在低阻抗电路（如功率分配、或射频电路）中使用将非常有效。
4 结束语 　　 由于铁氧体可以衰减较高频同时让较低频几乎无阻碍地通过，故在控制中得到了广泛地应用。用于吸收的磁环/磁珠可制成各种的形状，广泛应用于各种场合。如在板上，可加在DC/DC模块、数据线、线等处。它吸收所在线路上高频干扰信号，但却不会在系统中产生新的零极点，不会破坏系统的稳定性。它与配合使用，可很好的补充高频端性能的不足，改善系统中滤波特性。广大开关专业研究人员，应充分发挥技术优势，把磁环、磁珠等铁氧体灵活应用到开关的开发中去，使其在开关设计中发挥更大的作用，以提高产品的性，并且减小体积、降低成本。
　　参考文献：　　 1. 李爱文，张承慧.现代逆变技术及其应用[M]北京：科学出版社，2000　　 [1] 钱照明，开关的EMC设计[J].世界，~50　　 [2] 张占松，蔡宣三编著.开关的原理与设计[M].北京:电子工业出版社，1998　　 [3] 坂本幸夫，王淑兰.开关的噪声抑制[J].电子技术，~45　　 [4] 朱文立，开关的电磁骚扰抑制技术[J].电子质量，~93　　 王继红（1977-），女， 同济大学电气工程系电力电子与电力传动专业硕士研究生。　　 摘自　通信技术
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编辑：admin&&时间：2009-6&&
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如何测试一块电路板的阻抗
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各位同仁，请教你们一个问题，我做了一块电路板，现在我不知道我的电路板的阻抗是多少，电路板的供电是DC24V，比如说我用DC24V供电，我要知道我的电路板阻抗是呈容抗还是感抗，如果是容抗：那容抗值是多少，如果是呈感抗：那么感抗值是多少，能不能详细说下，我怎样测试电路板的阻抗值？
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TDR或VNA，都可以，不过我都没用过，只听说过
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单测电路板的容感性没有意义，因为装上器件后变化很大。一般装好器件的电路板由电源端向内看的阻抗为容性，因为通常跨电源会接入很多电容。
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搭车问，信号反射怎么测？
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电路板无所谓反射不反射，反射是对传输线说的。
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学习了&&那怎么测传输线的反射？
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有专用的驻波表。
详情请问CHUNYYANG。
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通常不叫“传输线的反射”，传输线必须有负载（或接入网络口）才可能形成反射。这里所说的“网络”可以是一个器件，部件或理想的端口网络。至于测量，则通常使用网络分析仪。
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低频完全不用考虑；
几十上百兆以上才需要考虑板内反射、振铃问题；
而微波频段则应该完全作为微带线来考虑，任何导线都是分布电容、电感的集合
不要和疯狗计较，看到疯狗应该远远躲开，免得被咬。
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高频传输线的特性测试只能用矢量网络分析仪，驻波表用于测试天线。单纯测试PCB的阻抗没有意义，阻抗是频率的函数。
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热门推荐 /3011237硬件菌需要懂磁珠，学习哈用磁珠为Altera FPGA设计电源隔离滤波器
by xfire 老wu发现，很多硬件菌在设计PCB上的电源供应系统时，喜欢在各个电源轨之间加入磁珠隔离一下，据说能防止干扰。硬件菌们很喜欢加磁珠，貌似磁珠能包治百病，就好像我们觉得自己头疼、嗓子疼，感觉自己肯定是感冒了，就要马上嗑阿莫匹林抗生素一样，磁珠也被硬件菌给滥用了。磁珠这玩意虽好，但也不能贪杯哟，硬件菌在决定服用磁珠之前，老wu建议先看看下这份 Altera 公司的铁氧体磁珠应用笔记。这是一篇来自业界著名 FPGA 供应商 Altera 公司的FPGA 电源设计应用笔记，这份应用笔记提供了设计铁氧体磁珠滤波器网络来为Stratix(R) IV FPGA隔离共用电源轨的一些设计指南。FPGA 技术的发展使数据速率提高到了 10 Gbps 以上。为了达到这种数据速率，FPGA 厂商一般要求提供多个隔离的数字和模拟电源层，以单独为 FPGA 的内核，I/O，敏感的锁相环 (PLL) 和千兆收发器模块供电。因此，电路板上电源分配系统的复杂性大大增加。由于电路板空间、层数以及成本预算均有限，电路板设计人员发现在这些系统限制内设计其 FPGA 电路板越来越困难。对于 Stratix IV GX 和 GT 系列千兆位收发器 FPGA 系列，一种常用的简化电源设计的方法是，对于具有相同电压要求的部分，能够共用电源轨，并保持彼此之间的隔离，避免电源噪声干扰。常用的策略是使用铁氧体磁珠。本应用手册介绍了如何正确选择磁珠以及一些设计方面的考虑，例如：anti-resonance、避免 LC 谐振效应、传输阻抗分析和直流IR压降最小化，同时还要满足去耦的目标阻抗要求。另外，还介绍了某些情况下使用 PCB 布局结构来替代铁氧体磁珠功能的秘技。PCB 结构与铁氧体磁珠的性能对比仿真结果，可用于评估验证 PCB 结构滤波器网络的效果，同时可以了解其诸多局限性。文章目录铁氧体磁珠的选择一般而言，铁氧体磁珠分为两类：高Q值铁氧体磁珠——一般用作谐振器，不得用于电源隔离电路中 低Q值铁氧体磁珠——也称作吸收铁氧体磁珠，损耗较大，可构成较好的电源滤波器网络，因为设计它们的目的是吸收高频噪声电流并将其以热的形式散发掉。这种铁氧体磁珠在宽高频带下具有高阻抗，从而使其成为理想的低通噪声滤波器。厂商一般会给出铁氧体磁珠的阻抗-频率曲线图的特性，并说明额定最大直流电流和直流电阻。这取决于铁氧体磁珠的设计和所用材料，阻抗曲线图中的幅度也在一个较宽的频谱范围急剧变化，从而对正确选择铁氧体磁珠带来麻烦。图 1 显示了 1 GHz 频率范围内 5 条交错在一起的铁氧体磁珠阻抗曲线的例子，旨在对比可用于电源噪声滤波的各种低Q值铁氧体磁珠的性能情况。铁氧体磁珠建模与仿真铁氧体磁珠厂商通常提供其器件的等效 SPICE 电路模型，以用于系统仿真。当无法从厂商那里获得铁氧体磁珠模型的情况下，可以将铁氧体磁珠建模成一个由 R、L和 C 元件组成的简单网络，如图 2 所示尽管该模型为 first-order approximation，但是您仍然可以将其有效地用于 sub-GHz 的仿真。Rbead 和 Lbead 为铁氧体磁珠的直流电阻和有效电感。Cpar 和 Rpar 为铁氧体磁珠相关的并联电容和电阻。低频条件下，Cpar 为开路，而 Lbead 为短路，从而只有 Rbead 作为铁氧体磁珠的直流电阻。随着的频率增加，Lbead 的阻抗开始随频率 (jωLbead) 线性上升，而 Cpar 的阻抗随频率 (1/jωCpar) 反比例下降。铁氧体磁珠的阻抗-频率曲线图的上升斜率主要由 Lbead 的电感决定。从某个高频点开始，Cpar 的阻抗开始占主导，而铁氧体磁珠的阻抗开始下降，从而降低其电感效应。这种情况下，阻抗-频率曲线图的下降斜率主要由铁氧体磁珠的寄生电容 Cpar 决定。Rpar 有助于减缓铁氧体磁珠的 Q 因子。然而，过大的 Rpar 和 Cpar 值会增加铁氧体磁珠的 Q 因子，并降低其有效带宽。形成高Q铁氧体磁珠，导致电源分配网络 (PDN)上出现不期望的瞬态振铃响应。要想观察这些参数对铁氧体磁珠频率响应产生的影响，您可以使用 SPICE 来仿真用于隔离的铁氧体磁珠的交流响应。图 2（右）显示了用于获取一个铁氧体磁珠样本的交流响应的 SPICE 电路设置， 其中DC电阻为 0.15Ω，有效电感为 54nH，并联电容和电阻分别为 178fF 和 70Ω。图 3 显示了 SPICE 中，施加一个 1V 电源和 1A AC电流负载，100 Hz 到 1 GHz范围内扫描的交流分析，得到的该铁氧体磁珠的特征阻抗-频率曲线图。在一些厂商没有提供 SPICE 模型的情况下，通过在模型中单独改变每一个 R、L 和 C 元件，可用曲线拟合方法来近似描述某个特定的铁氧体磁珠。Stratix IV GX 设计实例对许多应用而言，高速时钟、数据以及其它 I/O 开关速率可达到数百兆赫到几千兆赫。每一个开关信号相应的基本频率和谐波很容易污染敏感的电源层面，从而导致电压纹波和输出抖动增高，特别是在它们与其它噪声较大的数字电源层共用时。例如，在 Stratix IV GX 器件中，0.9V VCC核心电压被用于向 FPGA内核中的的数字逻辑单元 (LE)、存储器单元以及 DSP 模块等供电，这些模块有很大噪声。另一方面，0.9V VCCD_PLL 被用于向产生时钟倍频且对噪声更敏感的 PLL 供电。尽管在 PCB 上将 VCC 与 VCCD_PLL 电源层合并很简单（由单个电源稳压器供电），但是这样做会使内核耦合噪声对 PLL 性能产生负面影响。图 4 显示了 Stratix IV EP4SGX230KF40 器件的一个设计实例，其使用一个铁氧体磁珠隔离 VCC 和 VCCD_PLL。本例所选用的铁氧体磁珠为莱尔德科技 (Laird Technologies) 的 LI。VCC 电源层去耦（由 C1a 和 C2a 到 Can 表示）设计是通过 Altera 的 PowerPlay 早期功耗估算器 (EPE) 和 PDN 去耦工具实现从直流到25 MHz的频带内达到 9 mΩ 的阻抗目标。同样地，VCCD_PLL 去耦（由 C1b 和 C2b 到 Cnb 表示）的目的是，利用相同的目标阻抗方法在至少 70 MHz频带内达到 0.45Ω 目标阻抗。表 1 对通过PDN 去耦工具得出的每个电源层面要达到各自阻抗目标所需的去耦电容进行了总结。该 PDN 工具估算得到的平面扩展电阻和电感以及 BGA 过孔电阻和电感，也都包括在 SPICE 界面中，旨在给出一个扩展至器件 BGA 焊球的完整 PDN 状况。反谐振 (Anti-Resonance)使用铁氧体磁珠时，注意可能出现的反谐振峰值，其可能会导致超出目标阻抗限制的阻抗曲线。下降的电容特性斜率与铁氧体磁珠的上升的电感特性斜率交错在一起时，便会出现这些反谐振峰值，如图 5 所示。如果目标阻抗较低，这些峰值极易超出目标阻抗限制。使用 SPICE 或者类似的电路仿真器来确保这些反谐振峰值不会超出目标阻抗。就上述 Stratix IV GX VCC 到 VCCD_PLL 隔离例的子而言，PDN 工具没有体现出铁氧体磁珠的效应。因此，SPICE 被用于验证使用铁氧体磁珠后是否会引入不期望的反谐振从而改变 PDN 特性曲线。在SPICE中，将一个稳压器源建模成一个简单的电阻-电感串联网络，驱动一个 1A 的负载，并将其运用到建模的 PDN 电路上。在100Hz 到 1GHz频谱范围内做AC扫描来仿真该电路，以获得以 Ω 为单位的去耦网络阻抗曲线图。如图 6 所示，PDN 工具估算得到的 VCCD_PLL 电源的去耦电容器以及选用的莱尔德科技 LI 铁氧体磁珠一起在124 KHz 处会引起一个约为 1.5Ω 的严重的反谐振峰值。因其超出了 0.45Ω 的 VCCD_PLL 阻抗目标，必须解决该问题。要想消除这种低频反谐振峰值，可为 VCCD_PLL 增加一个大容值的Bulk去耦电容，如图 7（顶部）所示。图 7（底部）显示了为 VCCD_PLL 电源层增加一个 47μF 大电容后的 PDN 曲线图。该增加的Bulk去耦电容有助于减轻这种反谐振超标。LC 谐振振荡使用铁氧体磁珠的另一个问题是 LC 谐振振荡。只要您在 PDN 电路中使用电感和电容，存储于电感和电容中的能量就会在这两种能量存储元件之间来回转移，从而可能导致不需要的电路振荡。这种负面影响表现为在时域的电压过冲甚至电压振铃。使用一个具有瞬态分析的 SPICE 仿真器或者类似工具，来对您的设计进行检查，看是否所有的过冲或振铃都得到了较好的抑制并且在容许限制范围内。前面的 Stratix IV GX VCC 到 VCCD_PLL 例子中，莱尔德科技的 LI 铁氧体磁珠没有引起电压过冲或振铃，如图 8（左）所示。如果出现过冲或振铃，对于 0.9V VCCD_PLL 电源而言，请确保其在 ±30 mV 操作规范以内。通常情况下，如果铁氧体磁珠的电感非常高，如图 8（右）的假设情况所示，则过冲或振铃会更加严重，从而导致器件的失效或者错误运行。如果出现严重的过冲或振铃，请选择更低电感值的铁氧体磁珠。传输阻抗评估电路噪声抗扰度的一种常用方法是分析其传输阻抗。要确定上述例子 VCC 到 VCCD_PLL 隔离的传输阻抗，您可以从铁氧体磁珠的 VCC 端来仿真 PDN 电路，通过加上1A的电流源，以对 FPGA 器件中来自 VCC 电源的模拟噪声进行评估，如图 9 所示。图 10 显示了VCC电源层铁氧体磁珠前和隔离的VCCD_PLL电源在FPGA 器件 BGA 球栅上的最终传输阻抗。由于铁氧体磁珠和 VCCD_PLL去耦网络的作用，在3 MHz以上频段上，VCCD_PLL 比 VCC 低大约 40 dB。尽管该应用手册给出的例子均专门针对 VCCD_PLL 电源层面，但是 Stratix IV GX 和 GT 器件的其它一些电源，例如：VCCL_GXB 、VCCAUX 和 VCCA 等，也都可以受益于文中描述的相同隔离技术和分析方法。DC 电流和 IR 压降考虑因素铁氧体磁珠可通过的电流量由其产品说明书中规定的最大额定 DC 电流决定。超出该最大额定电流就会损坏铁氧体磁珠。但是，甚至低于该最大额定 DC 值的电流也会导致铁氧体磁珠极大地降低其效果，因为铁氧体磁珠的芯材可能会变得饱和。图 11 显示了改变 DC 电流偏置条件下铁氧体磁珠的阻抗-频率曲线例子。随着通过铁氧体磁珠电流的增加，铁氧体磁珠的有效阻抗和带宽也随之减小。为了避免内核饱和与铁氧体磁珠性能下降，请选择额定 DC 电流两倍于目标电源所需电流的铁氧体磁珠。另外，选择一个低 DC 电阻铁氧体磁珠来使相关 DC IR 压降最小化。确定所有压降都不会使目标电源降至 FPGA 建议操作环境以下，具体规范见器件产品说明书。PCB 结构使用磁珠的另一种方法是构建一个小电感 PCB 布局结构，来连接两个隔离电源层。这种方法要求精确的建模并提取PCB 结构相关的 DC 电阻和 AC 环路电感，并利用 SPICE 仿真来检查结构滤波器性能，以代替铁氧体磁珠。DC 电阻决定了由于该结构走线长度带来的压降。AC 环路电感有助于提供两个互联电源层的隔离。在下列例子中，Altera 使用 Ansoft Q3D Extraction 软件来建模、评估并调节几种 PCB 结构，其对隔离 Stratix IV GX VCC 和 VCCD_PLL 电源层面很有效。利用 Q3D，可抽取出每种结构的 DC 电阻和 AC 环路电感。之后，在 SPICE 中对这些值进行重新仿真，以获得与前面铁氧体磁珠性能相对比的结构性能。例子1：直线走线结构在图 12 所示直线走线结构中，一条 20 mil 宽、1 oz 铜厚的电源走线被用于代替铁氧体磁珠来连接考虑中的两个电源层。采用这种结构的走线可以承载约 3.7A 的电流。您必须设计走线，来处理期望的电流负载。直接影响走线电感的参数主要是走线的长度、距离参考层的高度，以及走线下方挖空 (cutout) 面积的大小。一般而言，走线长度越长，走线离参考层越远，或者挖空面积越大，走线电感越大。因为这些因素会带来更大的电流回流面积。但是，每一个参数过大都会占用宝贵的电路板空间。更好的拓扑结构是使用一种盘绕走线方法。示例 2：盘绕走线结构为了尽可能增大走线环路电感同时最小化电路板空间使用，可使用一种盘绕走线结构，如图 13 所示。 因为绕组中的电流在绕组的并联走线部分总是以相同方向流动，因此没有电流抵消发生，并且在一个较小区域实现最大电感。但是，使用盘绕结构要求一个逃逸过孔（逃逸过孔这个名字比较奇怪，老wu不解释，看图你就会秒懂），以允许走线能够走到另一个层。正因如此，需考虑过孔的电流承载能力。一般而言，一个 1 mil 孔壁厚度、12 mil 直径的过孔可通过大约 2.5A 的电流。表 2 列举了通过 Q3D 得到的不同直线及盘绕走线长度、距参考层高度以及层挖空面积大小情况下对 DC 电阻和走线电感的影响。在给定走线宽度条件下，DC 电阻主要取决于走线的长度，如表 2 所示。仿真结果使用 Q3D 从盘绕走线结构提取的 48 mΩ DC 电阻和 26.8 nH AC 环路电感，并在前面 VCC 到 VCCD_PLL SPICE 例子中再次仿真这些值，可得到下列阻抗曲线（请参见图 14）、传输阻抗（请参见图 15）和瞬态响应（请参见图 16）的结果。这三幅图表明，如果结构的 DC 压降保持在产品说明书规定的建议器件操作环境范围内，则您可以使用盘绕走线PCB 布局结构来代替铁氧体磁珠。 （老wu注 一个磁珠多少钱，相应的通过绕线产生的等效于磁珠的走线的多层板pcb增加的成本多少钱？真的有人会用这种纠结的用法吗？除非你找不到同等规格的磁珠咯）EMC 标准 但要注意的是，这种结构会成为强辐射源，其可能会影响联邦通信委员会 (EMC) 和其它国际监管机构颁布的电磁标准 (EMC) 规定。把这种结构放在两个地层之间，并用过孔联结在一起，可帮助屏蔽辐射。Altera 还没有对这些结构进行额外的 EMC 标准仿真和测试，其超出了本应用手册的范围。设计建议Altera 对您的设计提出如下建议：选用一个铁氧体磁珠或设计 PCB 滤波结构，使其可以承载去耦电源所需的电流负载。为了避免内核饱和，选择一个额定电流至少两倍于目标电源预计电流的铁氧体磁珠。需最小化铁氧体磁珠或 PCB 结构的 DC 电阻，以减少 DC IR 压降确定所有压降都没有导致目标电源低于器件的建议操作环境。使用 SPICE 或其它类似工具，以确保所有铁氧体磁珠或 PCB 电感结构带来的反谐振峰值均没有超出目标阻抗限制。如果出现反谐振超标，向电源层添加大的Bulk去耦电容来减少或消除峰值。使用 SPICE 或其它类似工具对有过大电压过冲或振铃的 PDN 电路进行瞬态响应分析，这种过冲或振铃可能会超出器件建议操作环境。使用 SPICE 或其它类似工具对被隔离的电源相对于未滤波的父电源层的传输阻抗进行分析，以获得充分衰减。&结论 Stratix IV GX 和 GT 系列高性能 FPGA 要求多个电源为器件内各种电路模块供电。为了让器件达到最大额定性能并具有最低抖动，某些敏感电源层要求非常洁净的电源。要在系统设计限制范围内满足这些电源要求，您可以将铁氧体磁珠或自定义 PCB 结构用作滤波器元件来隔离一些共用电源。本应用手册介绍了如何选择正确的铁氧体磁珠以及如何设计 PCB 结构，来满足基于 Stratix IV GX 及 GT 的 PDN 设计的一些电源滤波器要求。用微信 OR 支付宝 扫描二维码为老wu 打个赏 金额随意 快来“打”我呀 老wu要买六味地黄丸补补~～原创文章，转载请注明： 转载自
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为啥图12和13没有呢？ 没有缺失图片呀
是不是你的网络问题 多刷新几遍页面看看？ 分享图片 sadfdaf Your Name *Email *
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