ელექტრომაგნიტური თავსებადობის სამი იარაღის დეტალური აღმოფხვრა: კონდენსატორები/ინდუქტორები/მაგნიტური მძივები

ფილტრის კონდენსატორები, საერთო რეჟიმის ინდუქტორები და მაგნიტური მძივები ელექტრომაგნიტური თავსებადობის დიზაინის სქემებში გავრცელებული ფიგურებია და ასევე სამი მძლავრი ინსტრუმენტია ელექტრომაგნიტური ჩარევის აღმოსაფხვრელად.

ამ სამის როლისთვის წრედში, მე მჯერა, რომ ბევრი ინჟინერი არ ესმის, სტატია დიზაინისგან სამი ყველაზე მკვეთრი ელექტრომაგნიტური თავსებადობის აღმოფხვრის პრინციპის დეტალური ანალიზის შესახებ.

1. ფილტრის კონდენსატორი

მიუხედავად იმისა, რომ კონდენსატორის რეზონანსი არასასურველია მაღალი სიხშირის ხმაურის ფილტრაციის თვალსაზრისით, კონდენსატორის რეზონანსი ყოველთვის არ არის მავნე.

როდესაც ფილტრაციისთვის განკუთვნილი ხმაურის სიხშირე განისაზღვრება, კონდენსატორის ტევადობის რეგულირება შესაძლებელია ისე, რომ რეზონანსული წერტილი ზუსტად დარღვევის სიხშირეზე მოხვდეს.

პრაქტიკულ ინჟინერიაში, გასაფილტრი ელექტრომაგნიტური ხმაურის სიხშირე ხშირად ასობით მეგაჰერცს ან 1 გჰც-ზე მეტსაც კი აღწევს. ასეთი მაღალი სიხშირის ელექტრომაგნიტური ხმაურისთვის, ეფექტური ფილტრაციისთვის აუცილებელია გამჭოლი ბირთვის კონდენსატორის გამოყენება.

ჩვეულებრივი კონდენსატორების მაღალი სიხშირის ხმაურის ეფექტურად გაფილტვრის შეუძლებლობა ორი მიზეზის გამოა:

(1) ერთ-ერთი მიზეზი ის არის, რომ კონდენსატორის გამტარის ინდუქციურობა იწვევს კონდენსატორის რეზონანსს, რაც მაღალი სიხშირის სიგნალის მიმართ დიდ წინაღობას ქმნის და ასუსტებს მაღალი სიხშირის სიგნალის შემოვლით ეფექტს;

(2) კიდევ ერთი მიზეზი არის მაღალი სიხშირის სიგნალის შეერთებისას მავთულხლართებს შორის პარაზიტული ტევადობა, რაც ამცირებს ფილტრაციის ეფექტს.

გამჭოლი ბირთვის კონდენსატორს მაღალი სიხშირის ხმაურის ეფექტურად გაფილტვრის საშუალება ის არის, რომ მას არა მხოლოდ არ აქვს პრობლემა, რომ გამტარუნარიანობა იწვევს კონდენსატორის რეზონანსული სიხშირის ძალიან დაბალ დონეს.

და გამჭოლი ბირთვიანი კონდენსატორის პირდაპირ ლითონის პანელზე დამონტაჟება შესაძლებელია, ლითონის პანელის გამოყენებით მაღალი სიხშირის იზოლაციის როლის შესასრულებლად. თუმცა, გამჭოლი ბირთვიანი კონდენსატორის გამოყენებისას, ყურადღება უნდა მიექცეს ინსტალაციის პრობლემას.

გამჭოლი ბირთვიანი კონდენსატორის ყველაზე დიდი სისუსტე მაღალი ტემპერატურისა და ტემპერატურული ზემოქმედების შიშია, რაც დიდ სირთულეებს იწვევს გამჭოლი ბირთვიანი კონდენსატორის ლითონის პანელზე შედუღებისას.

შედუღების დროს ბევრი კონდენსატორი ზიანდება. განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც პანელზე დიდი რაოდენობით ბირთვიანი კონდენსატორების დამონტაჟებაა საჭირო, თუ დაზიანებაა, მისი შეკეთება რთულია, რადგან დაზიანებული კონდენსატორის მოხსნისას, ის სხვა ახლომდებარე კონდენსატორებსაც დააზიანებს.

2. საერთო რეჟიმის ინდუქციურობა

ვინაიდან ელექტრომაგნიტური თავსებადობის პრობლემები ძირითადად საერთო რეჟიმის ჩარევას უკავშირდება, საერთო რეჟიმის ინდუქტორები ასევე ჩვენი ერთ-ერთი ხშირად გამოყენებადი მძლავრი კომპონენტია.

საერთო რეჟიმის ინდუქტორი არის საერთო რეჟიმის ინტერფერენციის ჩახშობის მოწყობილობა ფერიტის ბირთვით, რომელიც შედგება ერთი და იგივე ზომისა და ერთი და იგივე რაოდენობის ბრუნვის ორი ხვეულისგან, რომლებიც სიმეტრიულად არის შემოხვეული იმავე ფერიტის რგოლის მაგნიტურ ბირთვზე, რათა შეიქმნას ოთხტერმინალური მოწყობილობა, რომელსაც აქვს დიდი ინდუქციურობის ჩახშობის ეფექტი საერთო რეჟიმის სიგნალისთვის და მცირე გაჟონვის ინდუქციურობა დიფერენციალური რეჟიმის სიგნალისთვის.

პრინციპი იმაში მდგომარეობს, რომ როდესაც საერთო რეჟიმის დენი მიედინება, მაგნიტურ რგოლში მაგნიტური ნაკადი ერთმანეთს ფარავს, რითაც წარმოიქმნება მნიშვნელოვანი ინდუქციურობა, რაც თრგუნავს საერთო რეჟიმის დენს, ხოლო როდესაც ორი ხვეული დიფერენციალური რეჟიმის დენში გადის, მაგნიტურ რგოლში მაგნიტური ნაკადი ერთმანეთს აბათილებს და ინდუქციურობა თითქმის არ არსებობს, ამიტომ დიფერენციალური რეჟიმის დენი შეიძლება გაიაროს შესუსტების გარეშე.

ამრიგად, საერთო რეჟიმის ინდუქტორს შეუძლია ეფექტურად ჩაახშოს საერთო რეჟიმის ჩარევის სიგნალი დაბალანსებულ ხაზში, მაგრამ გავლენას არ ახდენს დიფერენციალური რეჟიმის სიგნალის ნორმალურ გადაცემაზე.

საერთო რეჟიმის ინდუქტორები წარმოებისას უნდა აკმაყოფილებდეს შემდეგ მოთხოვნებს:

(1) ხვეულის ბირთვზე დახვეული სადენები უნდა იყოს იზოლირებული, რათა უზრუნველყოფილი იყოს, რომ მყისიერი გადაძაბვის ზემოქმედებით ხვეულის ბრუნებს შორის მოკლე ჩართვა არ მოხდეს;

(2) როდესაც ხვეული მყისიერად დიდი დენის გავლით მიედინება, მაგნიტური ბირთვი არ უნდა იყოს გაჯერებული;

(3) ხვეულის მაგნიტური ბირთვი უნდა იყოს იზოლირებული ხვეულისგან, რათა თავიდან იქნას აცილებული მათ შორის რღვევა მყისიერი გადაძაბვის ზემოქმედებით;

(4) ხვეული მაქსიმალურად ერთ ფენად უნდა იყოს შემოხვეული, რათა შემცირდეს ხვეულის პარაზიტული ტევადობა და გაიზარდოს ხვეულის გარდამავალი გადაძაბვის გადაცემის უნარი.

ნორმალურ პირობებში, ფილტრაციისთვის საჭირო სიხშირული დიაპაზონის შერჩევისას ყურადღების მიქცევისას, რაც უფრო დიდია საერთო რეჟიმის წინაღობა, მით უკეთესი, ამიტომ საერთო რეჟიმის ინდუქტორის არჩევისას უნდა გავითვალისწინოთ მოწყობილობის მონაცემები, ძირითადად იმპედანსის სიხშირის მრუდის მიხედვით.

გარდა ამისა, არჩევისას ყურადღება მიაქციეთ დიფერენციალური რეჟიმის წინაღობის გავლენას სიგნალზე, ძირითადად ფოკუსირდით დიფერენციალური რეჟიმის წინაღობაზე, განსაკუთრებით კი მაღალსიჩქარიან პორტებზე.

3. მაგნიტური მძივი

პროდუქტის ციფრული სქემის ელექტრომაგნიტური თავსებადობის დიზაინის პროცესში, ჩვენ ხშირად ვიყენებთ მაგნიტურ მძივებს, ფერიტის მასალაა რკინა-მაგნიუმის ან რკინა-ნიკელის შენადნობი, ამ მასალას აქვს მაღალი მაგნიტური გამტარობა, მას შეუძლია იყოს ინდუქტორი ხვეულის გრაგნილს შორის მაღალი სიხშირისა და მაღალი წინააღმდეგობის შემთხვევაში, მინიმალური ტევადობით.

ფერიტული მასალები, როგორც წესი, გამოიყენება მაღალ სიხშირეებზე, რადგან დაბალ სიხშირეებზე მათი ძირითადი ინდუქციური მახასიათებლები ხაზზე დანაკარგს ძალიან მცირეს ხდის. მაღალ სიხშირეებზე ისინი ძირითადად რეაქტანსის მახასიათებლების კოეფიციენტებია და სიხშირესთან ერთად იცვლება. პრაქტიკულ გამოყენებაში, ფერიტული მასალები გამოიყენება რადიოსიხშირული წრედების მაღალი სიხშირის შესუსტებლებად.

სინამდვილეში, ფერიტი უკეთესად ეკვივალენტურია წინაღობისა და ინდუქციურობის პარალელისა, წინააღმდეგობას ინდუქტორი მოკლე ჩართვის საშუალებას აძლევს დაბალ სიხშირეზე, ხოლო ინდუქტორის წინაღობა საკმაოდ მაღალი ხდება მაღალ სიხშირეზე, რის გამოც დენი მთლიანად წინაღობაში გადის.

ფერიტი არის მომხმარებელი მოწყობილობა, რომელზეც მაღალი სიხშირის ენერგია გარდაიქმნება თერმულ ენერგიად, რაც განისაზღვრება მისი ელექტრული წინაღობის მახასიათებლებით. ფერიტის მაგნიტურ მძივებს აქვთ უკეთესი მაღალი სიხშირის ფილტრაციის მახასიათებლები, ვიდრე ჩვეულებრივ ინდუქტორებს.

ფერიტი მაღალ სიხშირეებზე რეზისტენტულია, რაც ძალიან დაბალი ხარისხის კოეფიციენტის მქონე ინდუქტორის ეკვივალენტურია, ამიტომ მას შეუძლია მაღალი წინაღობის შენარჩუნება ფართო სიხშირის დიაპაზონში, რითაც იზრდება მაღალი სიხშირის ფილტრაციის ეფექტურობა.

დაბალი სიხშირის დიაპაზონში წინაღობა ინდუქციურობისგან შედგება. დაბალ სიხშირეზე R ძალიან მცირეა და ბირთვის მაგნიტური გამტარობა მაღალია, ამიტომ ინდუქციურობა დიდია. L მნიშვნელოვან როლს ასრულებს და ელექტრომაგნიტური ჩარევა არეკვლით ითრგუნება. ამ დროს, მაგნიტური ბირთვის დანაკარგი მცირეა, მთელ მოწყობილობას აქვს დაბალი დანაკარგები, ინდუქტორის მაღალი Q მახასიათებლები, ეს ინდუქტორი ადვილად იწვევს რეზონანსს, ამიტომ დაბალი სიხშირის დიაპაზონში ზოგჯერ შეიძლება გაძლიერდეს ჩარევა ფერიტის მაგნიტური მძივების გამოყენების შემდეგ.

მაღალი სიხშირის დიაპაზონში წინაღობა შედგება წინააღმდეგობის კომპონენტებისგან. სიხშირის ზრდასთან ერთად, მაგნიტური ბირთვის გამტარობა მცირდება, რაც იწვევს ინდუქტორის ინდუქციურობის შემცირებას და ინდუქციური რეაქტანსის კომპონენტის შემცირებას.

თუმცა, ამ დროს, მაგნიტური ბირთვის დაკარგვა იზრდება, წინააღმდეგობის კომპონენტი იზრდება, რაც იწვევს მთლიანი წინაღობის ზრდას და როდესაც მაღალი სიხშირის სიგნალი ფერიტში გადის, ელექტრომაგნიტური ჩარევა შეიწოვება და სითბოს გაფრქვევის სახით გარდაიქმნება.

ფერიტის ჩახშობის კომპონენტები ფართოდ გამოიყენება დაბეჭდილ მიკროსქემებში, ელექტროგადამცემ ხაზებსა და მონაცემთა ხაზებში. მაგალითად, ფერიტის ჩახშობის ელემენტი ემატება დაბეჭდილი დაფის კვების კაბელის შესასვლელ ბოლოში მაღალი სიხშირის ჩარევის გასაფილტრად.

ფერიტის მაგნიტური რგოლი ან მაგნიტური მძივი სპეციალურად გამოიყენება სიგნალის ხაზებსა და ელექტროგადამცემ ხაზებზე მაღალი სიხშირის ჩარევისა და პიკური ჩარევის ჩასახშობად, ასევე მას აქვს ელექტროსტატიკური განმუხტვის იმპულსური ჩარევის შთანთქმის უნარი. ჩიპური მაგნიტური მძივების ან ჩიპური ინდუქტორების გამოყენება ძირითადად პრაქტიკულ გამოყენებაზეა დამოკიდებული.

ჩიპური ინდუქტორები გამოიყენება რეზონანსულ წრედებში. როდესაც საჭიროა ზედმეტი ელექტრომაგნიტური ხმაურის აღმოფხვრა, ჩიპური მაგნიტური მძივების გამოყენება საუკეთესო არჩევანია.

ჩიპ-მაგნიტური მძივების და ჩიპ-ინდუქტორების გამოყენება

ჩიპური ინდუქტორები:რადიოსიხშირული (RF) და უკაბელო კომუნიკაციები, საინფორმაციო ტექნოლოგიების აღჭურვილობა, რადარის დეტექტორები, საავტომობილო ელექტრონიკა, მობილური ტელეფონები, პეიჯერები, აუდიო აპარატურა, პერსონალური ციფრული ასისტენტები (PDA), უკაბელო დისტანციური მართვის სისტემები და დაბალი ძაბვის კვების წყაროს მოდულები.

ჩიპიანი მაგნიტური მძივები:საათის გენერირების სქემები, ანალოგურ და ციფრულ სქემებს შორის ფილტრაცია, შეყვანა/გამოყვანის შიდა კონექტორები (როგორიცაა სერიული პორტები, პარალელური პორტები, კლავიატურები, მაუსები, საქალაქთაშორისო ტელეკომუნიკაციები, ლოკალური ქსელები), ჩარევისადმი მგრძნობიარე რადიოსიხშირული სქემები და ლოგიკური მოწყობილობები, მაღალი სიხშირის გამტარი ჩარევის ფილტრაცია კვების წყაროების სქემებში, კომპიუტერებში, პრინტერებში, ვიდეოჩამწერებში (VCR), ელექტრომაგნიტური ხმაურის ჩახშობა სატელევიზიო სისტემებსა და მობილურ ტელეფონებში.

მაგნიტური მძივის ერთეული არის ომები, რადგან მაგნიტური მძივის ერთეული ნომინალურია გარკვეულ სიხშირეზე მის მიერ წარმოქმნილი წინაღობის შესაბამისად და წინაღობის ერთეულიც არის ომები.

მაგნიტური მძივის მონაცემთა ფურცელი, როგორც წესი, მოგაწვდით მრუდის სიხშირისა და წინაღობის მახასიათებლებს, ზოგადად 100 MHz სტანდარტია, მაგალითად, როდესაც სიხშირე 100 MHz-ია, როდესაც მაგნიტური მძივის წინაღობა 1000 ომს უდრის.

ფილტრაციისთვის სასურველი სიხშირის დიაპაზონისთვის, უნდა ავირჩიოთ მაგნიტური მძივის წინაღობა, რაც უფრო დიდია, მით უკეთესი; როგორც წესი, ვირჩევთ 600 ომიან ან მეტ წინაღობას.

გარდა ამისა, მაგნიტური ბურთულების შერჩევისას აუცილებელია ყურადღება მიაქციოთ მაგნიტური ბურთულების ნაკადს, რომელიც, როგორც წესი, 80%-ით უნდა იყოს დაქვეითებული, ხოლო დენის წრედებში გამოყენებისას გასათვალისწინებელია DC წინაღობის გავლენა ძაბვის ვარდნაზე.