高频铁氧体珠的频率相关阻抗建模

2022年8月10日,

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在高频电子系统中，为了抑制高频噪声和电磁干扰，使用高频铁氧体微珠是可取的。
高频铁氧体微珠的感应特性在自共振频率以下起主导作用，而电容元件在自共振频率以上起突出作用。
在混合IC电路中，数字和模拟域之间的高频隔离是通过使用高频铁氧体微珠来实现的。

芯片铁氧体微珠用于高频电子电路中抑制电磁干扰

随着技术的进步，系统频率正在达到千兆赫范围。在高频，电磁干扰(EMI)问题提出了一个挑战和实现的需求电磁兼容性(EMC)。幸运的是，高频铁氧体珠能有效地过滤高频噪声，防止它们干扰电子电路。它们提供了广泛的高频频谱的滤波器特性。芯片铁氧体微珠用于高频电子电路中抑制电磁干扰．在本文中，我们将讨论高频铁氧体珠的阻抗特性，建模，及其两个最常见的应用。

高频铁氧体珠的特性

在高频电子系统中，为了抑制高频噪声和电磁干扰，使用高频铁氧体微珠是可取的。高频铁氧体珠在预定的频率范围内表现为电阻，并以热能的形式驱散噪声或电磁干扰。在电磁干扰和滤波应用中使用高频铁氧体珠时，阻抗特性是至关重要的。

从阻抗曲线可以总结出高频铁氧体珠表现出频率相关的电感、电阻和电容特性。为了使铁氧体磁珠抑制高频并将功率作为热量消散，它应该在自谐振频率(SRF)下工作。

铁氧体珠的自共振频率

在SRF，铁氧体珠具有高电阻性。高频铁氧体微珠的感应特性在低于SRF的频率处占主导地位，而在高于SRF的频率处电容性元素突出。工作在SRF附近，铁氧体珠过滤高频噪声而不修改低频信号。高频铁氧体微珠形成的低通滤波网络在高频电子应用中对信号没有影响。

阻抗特性

高频阻抗特性铁氧体磁珠频率相关。高频铁氧体微珠的频率响应与偏置电流的相关性不可忽视。在不同的直流偏置电流下，高频铁氧体珠的阻抗特性随频率的变化而变化。

直流偏置电流

磁芯材料的饱和度与直流偏置电流有关;随着直流偏置电流的增加，磁芯材料饱和，铁氧体珠电感显著降低。高频铁氧体珠的质量随直流偏置电流的增大而增大，抑制EMI的能力随直流偏置电流的增大而下降。

其他影响因素

寄生元素和蒙皮效应的影响降低了高频铁氧体微珠的性能。内部的铁氧体结构也决定了这些微珠的频率响应和阻抗特性。

建模高频铁氧体珠

高频铁氧体珠的简单模型

考虑到所有这些方面，建模高频铁氧体珠来表征它们在应用环境中的行为是很重要的。高频铁氧体珠建模可用于辅助噪声滤波电路的设计和分析。例如，高频铁氧体珠通常与去耦电容器结合形成低通滤波器网络。大多数高频铁氧体磁珠数据表提供了零直流偏置下的等效电路，重要的是确定铁氧体磁珠在外加直流偏置电流下的各种参数，并将其他无源元件连接到其上。上述简化集总元RLC模型可用于分析高频铁氧体珠的各种特性。在简化模型中，直流电阻、交流电阻、寄生电容和珠电感用R表示_直流, R_交流C_票面价值分别和L。