零电阻的作用 零电阻、电感、磁珠的具体使用与区别

​引言

在PCB设计的时候,大家经常会遇到零电阻、电感和磁珠这三个元器件,好多人对这三个东西有些模糊,今天给大家介绍一下,希望大家在实际工程项目中有所收获。

零电阻的概念与使用

零电阻,并不是指电阻的值为零,而是电阻值很小很小,但不是零。这就像极限的概念,是一个趋近的状态,而不是一个常态,要超导体的电阻值才是零。所以零电阻与导线的区别就在这里,电路板上的零电阻不能直接用导线代替,该用零电阻的地方,必须使用零电阻。

那么为什么要使用零电阻呢?你想想这个问题,为什么要用,不用行不行?

第一点我想是在PCB设计中最常见的,即布线时做跨线,可以让自动贴片机和自动插件机自动连接两个点,这也就是方便布线。还有一点就是PCB布线的时候遇到那种不好走线的时候,就可以使用零电阻来跳过。

第二点就是方便硬件电路的调试,简单地说,就是在PCB调试的时候,工程师不能确定某引脚的功能,就会使用零电阻来选择使用什么功能。这个大家要在实际工程中才能有体会,现在可以简单了解,混个脸熟。

第三点可以在PCB设计的时候预留电阻的位置,因为在事先可能不能确定某个电阻的阻值。可以先焊接零电阻,等调试电路的时候再改。,然后焊上合适的电阻。同时零电阻也可以用来测量系统的电流大小,具体方法是在需要测量的地方放一个零电阻,测量时将零电阻换成电流表,测完后换回来。

第四点是信号方面的东西,零电阻可以抑制噪声。为什么呢?由于他自身的特性(零电阻可以在所有频带都起到衰减作用),可以有效抑制环路电流,从而抑制噪声,这个方法使用的非常之多。

第五点也是信号方面的东西,电路板上如果具有许多插针,只能适合在调试开发阶段,不适合产品化的阶段,因为插针在高频电路容易形成“天线”辐射信号和接受信号,使系统收到严重干扰。另外,拨码开关也是不适合产品化的电路,具体原因就是容易被人瞎弄,所以产品化的电路板一律将插针、拨码开关用零电阻替换,这一点工程项目中经常用,下次你遇到你调试的板子你就会明白为什么要这样设计了。

第六点是零电阻可以在高频电路中充当电容或者电感,由于电路特性匹配能够很好的解决EMC问题。比如地与地之间,或者电源和芯片引脚之间。

第七点零电阻可以实现地线隔离零电阻的作用,例如模拟地和数字地要分开,避免信号干扰,但是最终电路板上的地线是连在一起的,这就可以先让数字地线接上零电阻然后和数字地在连在一起。

所以为什么要用零电阻的作用,这个问题我想应该说清楚了,至于不用行不行,那必然是不行的,毕竟这些东西是叫一个“经验”的东西。

电感的概念与使用

电感是闭合回路的一种属性。当线圈通过电流后,在线圈中形成磁场感应,感应磁场又会产生感应电流来抵制通过线圈中的电流。这种电流与线圈的相互作用关系称为电的感抗,也就是电感,单位是“亨利(H)。

电感是一种蓄能元件,用在LC振荡电路,中低频的滤波电路等,其应用频率范围很少超过50MHZ,还有可以用在电源设计中升压电路和降压电路中。说个题外话,自己绕的电感,如果没有绕好的话,工作在高频电路中会出现电感啸叫的现象。

磁珠的概念与使用

磁珠的主要原料为铁氧体,铁氧体材料是铁镁合金或铁镍合金,这种材料具有很高的导磁率。

铁氧体磁珠与普通的电感相比具有更好的高频滤波特性。铁氧体在高频时呈现电阻性,相当于品质因数很低的电感器,所以能在相当宽的频率范围内保持较高的阻抗,从而提高高频滤波效能。它的单位是欧姆,不是亨利。

说那么多的概念,那咋用啊,用在哪里呀?

它主要用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰,还具有吸收静电脉冲的能力。磁珠是用来吸收超高频信号,比如一些射频电路、锁相环电路、振荡电路、含超高频存储器电路(DDR,SDRAM,RAMBUS等)都需要在电源输入部分加磁珠(电源这个东西最烦,每次都要注意),磁珠有很高的电阻率和磁导率,等效于电阻和电感串联,但电阻值和电感值都随频率变化。


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