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色環電感、穿心磁珠的高頻特性

作者:APPLE頻道

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一、前言

  這是用于精密儀器接口中的磁珠,它可以防止外部射頻信号的幹擾。那麼,他們究竟與普通的電感有什麼差別呢? 下面使用 NanoVNA 網絡分析儀測量一下這些磁珠特電抗特性。檢視一下它們在不同頻率下電抗的差異。

色環電感、穿心磁珠的高頻特性
待測的電感: 1mH 色環電感; 單孔磁珠; 多孔磁珠。
色環電感、穿心磁珠的高頻特性

二、測量電感參數

  在測量前,首先對 Nano 進行校準,使用外部 0歐姆,50歐姆電阻 對 1MHz 到 100MHz 之内進行标定。這是采集到 50歐姆對應的 RLC 參數。機關為50歐姆,電感為 0。

色環電感、穿心磁珠的高頻特性

  待測的電感包括三種,左邊是1mH的色環電感,中間的是單孔磁珠,最右邊的是多孔磁珠。多孔磁珠的電感為 39.91微亨,電阻為 0.24歐姆。色環電感的電感為 941微亨,電阻為 14.5歐姆; 單孔磁珠的電感隻有 0.6微亨,電阻大約為 30毫歐姆。

色環電感、穿心磁珠的高頻特性

  ● 多孔穿心磁珠特性(10kHz):

   電感:39.91uH

   電阻:237.3毫歐

  ● 色環電感特性(10kHz):

   電感:940.8uH

   電阻:14.56歐姆

  ● 單孔特性(10kHz):

   電感:0.604uH

   電阻:30毫歐(左右)

色環電感、穿心磁珠的高頻特性

三、NanoVNC 測量結果

  首先測量 一下色環電感的阻抗,這是對應的測試結果,可以看到在 2MHz 之前,它還呈現電感特性。在2MHz 之後,實際上,它就呈現電容特性,而且電感非常小了。接下來,測量單孔磁珠。它的特性就非常不一樣了。在整個頻率範圍内,對應的電抗都在增加,主要來自于電阻的貢獻,電感對應的感抗則是在 25MHz 之後就趨于恒定了。等效電阻的增加反映了磁珠将高頻信号通過熱能的方式消耗掉了。最後測量 一下多孔磁珠。整體上,它對應的電抗比較大,電阻在增加,并且在70MHz的時候達到最大,對應的電阻接近 1000歐姆。電感對應的感抗在20MHz 左右達到最大。在66MHz 之後變為容抗。這說明了多圈磁珠中的線圈之間分布電容會在高頻下降低等效的電感量。

色環電感、穿心磁珠的高頻特性
色環電感、穿心磁珠的高頻特性

▲ 圖1.3.1 單孔磁珠的阻抗特性

色環電感、穿心磁珠的高頻特性

▲ 圖1.3.2 多孔磁珠的阻抗特性

※總  結 ※

  本文使用了 NanoVNC 網絡分析儀,對比測量了色環電阻、 單孔磁珠 多孔磁珠等在高頻下的阻抗特性。通過測量結果來看,在高頻下,色環電阻對應的感抗在超過 2MHz 之後就變成了容抗,單孔磁珠在 100MHz範圍内則始終保持着感性特性。對應的電抗大約為 100歐姆。多孔磁珠則在 66MHz 範圍内保持感抗。對應的電抗在71MHz 處 接近 1000歐姆。由此可見,在高頻下,普通色環電感對于高頻信号的抑制能力已經遠遠小于磁珠的特性了。

色環電感、穿心磁珠的高頻特性