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Femto电路中抗干扰的优化方案

来源: Femto
2018-03-21
类别:电源管理
eye 158
文章创建人 拍明

  随着电子技术的飞速发展,几乎所有的电子设备和设施都是辐射源,导致电磁能量越来越集中。同时,这些电子设备和设施也是最容易受到干扰的对象。Femto就是这样的电子设备。Femto RF电路板简易框图见图1。

Femto电路中抗干扰的优化方案.png

  图1:Femto RF电路框图

  图1不是太直观,实际上,在电子设备例如Femto的 PCB板材上,匹配微带线相当于天线,存在一定的辐射损耗和耦合,从而对电路上的其他器件产生干扰。同时,电子设备的对外天线也很可能收到别的设备干扰和干扰别的设备,使得电子设备不能正常工作。所以电磁兼容(EMC)对于电子设备是非常重要的。

  EMC主要还是在电路设计中解决。成本允许的条件下,PCB板层越多,则越方便走线,大面积铺地对EMC是非常有利的。但实际情况并没有这么理想。在电路设计中,若是屏蔽和滤波等途径都无法达到非常好的抗干扰效果时,不妨尝试使用吸波材料来进一步优化。在这里主要介绍Laird铁氧体吸波材料。铁氧体材料能提供简单的、成本有效控制的辐射和电感耦合电磁干扰解决方案。

  Laird铁氧体吸波材料特征:

  • 安装方便

  • 每个量产型号永不停产,双面3.5mil丙烯酸粘合剂以及218OZ/2英寸粘合

  • 样品和样品包具有可移除和重复使用的胶粘剂,防止错误使用

  • 提供不同尺寸

  • 可定制

Laird铁氧体材料

  图2:Laird铁氧体材料

  Laird铁氧体材料主要有圆盘和方形两种,如图2。PCB焊接后,铁氧体材料可以直接安装在EMI源端(例如有源器件或不需要的天线)来吸收干扰信号。此外,Laird铁氧体材料也可以用于排查干扰源。

  铁氧体是一种具有铁磁性的金属氧化物。就电特性来说,铁氧体的电阻率比金属、合金磁性材料大得多,而且还有较高的介电性能。铁氧体的磁性能还表现在高频时具有较高的磁导率。因而,铁氧体已成为高频弱电领域用途广泛的非金属磁性材料。由于铁氧体单位体积中储存的磁能较低,饱合磁化强度也较低(通常只有纯铁的1/3~1/5),因而限制了它在要求较高磁能密度的低频强电和大功率领域的应用。

  铁氧体是由铁的氧化物及其他配料烧结而成。一般可分为永磁铁氧体、软磁铁氧体和旋磁铁氧体三种。

  永磁铁氧体又叫铁氧体磁钢,就是我们平时见到的黑色小磁铁。其组成原材料主要有氧化铁、碳酸钡或碳酸锶。充磁后,残留磁场的强度很高,并可以长时间保持残留磁场。通常用作永久磁铁材料。例如:扬声器磁铁。

  软磁铁氧体是由三氧化二铁和一种或几种其他金属氧化物(例如:氧化镍、氧化锌、氧化锰、氧化镁、氧化钡、氧化锶等)配制烧结而成。之所以称之为软磁,是因为当充磁磁场消失后,残留磁场很小或几乎没有。通常用作扼流圈,或中频变压器的磁芯。这和永磁铁氧体是完全不同的。

  旋磁铁氧体是指具有旋磁特性的铁氧体材料。磁性材料的旋磁性是指在两个互相垂直的直流磁场和电磁波磁场的作用下,平面偏振的电磁波在材料内部按一定方向的传播过程中,其偏振面会不断绕传播方向旋转的现象 。旋磁铁氧体已广泛应用于微波通信领域。按照晶体类型分,旋磁铁氧体可分为尖晶石型、石榴石型和磁铅石型(六角型)铁氧体。

  硬磁性材料被磁化以后,还留有剩磁,剩磁的强弱和方向随磁化时磁性的强弱和方向而定。录音磁带是由带基、粘合剂和磁粉层组成。带基一般采用聚碳酸脂或氯乙烯等制成。磁粉是用剩磁强的r-Fe2O3或CrO2细粉。录音时,是把与声音变化相对应的电流,经过放大后,送到录音磁头的线圈内,使磁头铁芯的缝隙中产生集中的磁场。随着线圈电流的变化,磁场的方向和强度也作相应的变化。当磁带匀速地通过磁头缝隙时,磁场就穿过磁带并使它磁化。由于磁带离开磁头后留有相应的剩磁,其极性和强度与原来的声音相对应。磁带不断移动,声音也就不断地被记录在磁带上。

  放音时,将已录音的磁带以录音时同样的速度紧贴着放音磁头缝隙进。磁头铁芯是用高导磁率铁氧体软磁材料制成的,它对磁通阻力很小。因此,磁带上所录的音频剩磁通,容易通过磁头铁芯而形成回路。磁带上的剩磁通在放音磁头线圈上感应出一个与剩磁通变化规律相同的感应电动势。再经过放音放大器放大后,送去推动扬声器,磁带上所录下的音频信号便还原成原来的声音。

  录像磁带与录音磁带所用的材料及作用原理基本相同,不过录音记录的是代表声音的电信号,而录像记录的是代表景物的电视信号。电视信号中不但有声音信号还有图像信号。录像磁带与录音磁带相比,录像磁带记录的密度很高,因为录像磁带记录波长是微米数量级,为在这波长范围能有充分的灵敏度和信噪比,磁性体粒度必须小,磁性层表面必须平滑。而且磁性层表面的耐磨性必须好,才能在同磁头的高速摩擦以及同磁带的输送系统的固定部分摩擦条件下使用。为此,所使用的粘合剂必须耐热、耐磨。

  四、计算机磁性存储设备

  应用于计算机磁性存储设备和作为乘客乘车的凭证和票价结算的磁性卡所用的磁性材科及作用原理,同磁带所用的磁性材料及作用原理基本相同,只是用处不同而已。在磁性卡上有一窄条磁带,当你乘地铁从甲站到乙站时,在甲站向仪器中投入从甲站到乙站的票钱(硬币),之后投出一张磁性卡,在投出这张磁性卡的过程中已录上了到乙站下车的磁记录,拿这张磁性卡乘车到乙站后投入到仪器中,门开,出站。如果没在乙站下车,而是在比乙站远的丙站下车,投入的硬币不够,出站门不开。要拿磁性卡补票后才能出站。

  在乙站或丙站投入磁性卡的过程,就是磁记录经过磁头变成电信号的过程。再用电信号控制站门开关。

  电机的铁芯所用的磁性材料一般用硬磁铁氧体,这些材料的特点是磁化后不易退磁。对磁通的阻力小。


责任编辑:Davia

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标签: Femto电路

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