射频电感类型及其常见用法
?在手机、RFID、测试设备、GPS、雷达、Wi-Fi以及卫星无线电等应用的高频模拟电路和信号处理中,电感是最重要的元件之一。通常,它可以承担
的几项主要功能包括电路调谐、阻抗匹配、高通和低通滤波器,还可以用作RF扼流圈。
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?选择在设计中使用RF电感的电子工程师有多种选择。为了简化这种选择,本文将讨论电感元件的各种类型及其常见用法。
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?RF电感的用途
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?大部分电子器件都含有RF电感。为了跟踪动物,在我们家养动物的皮肤中植入的玻璃管内部都含有一个电感,普莱默公司的一位研发工程师Maria del Mar Villarrubia说,每次启动汽车的时候两个电感之间都会产生无线通信,一个在汽车内部,另一个在钥匙内部。
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?图1 RF电感是高频电子设备的基本组成元件之一
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正确地选择和配置电流互感器型号、参数, 将继电保护、自动装置和测量仪表等接入合适地次级,严格按技术规程与保护原理连接电流互感器二次回路,对继电保护等设备的正常运行, 确保电网安全意义重大。 1. 一次参数电流互感器的一次参 数主要有一次额定电压与一次额定电流。一次额定电压的选择主要是满足相应电网电压的要求,其绝缘水平能够承受电网电压长期运行, 并承受可能出现的雷电过 电压、操作过电压及异常运行方式下的电压, 如小接地电流方式下的单相接地(电 压上升倍。一次额定额定电流的考虑较为复杂,一般应满足以下要求:1 应大于所 在回路可能出现的最大负荷电流, 并考虑适当的负荷增长, 当最大负荷无法确定时, 可以取与断路器、隔离开关等设备的额定电流一致。 2 应能满足短时热稳定、动稳定电流的要求。一般情况下,电流互感器的一次额定电流越大,所能承受的短时热稳定和动稳定电流值也越大。 3 由于电流互感器的二次额定电流一般为标准的 5A 与 1A ,电流互感器的变比基本有一次电流额定电流的大小决定,所以在选择一次电流额定电流时要核算正常运行测量仪表要运行在误差最小范围,继电保护用次级又要满足 10%误差要求。 4 考虑到母差保护等使用电流互感器的需要,由同一母线引 出的各回路,电流互感器的变比尽量一致。 5 选取的电流互感器一次额定电流值应与国家标准 GBl208-1997推荐的一次电流标准值相一致。 2. 二次额定电流在 GB1208— 1997 中,规定标准的电流互感器二次电流为 1A 和 5A 。变电所电流互 感器的二次额定电流采用 5A 还是 1A ,主要决定于经济技术比较。在相同一次额定电流、相同额定输出容量的情况下,电流互感器二次电流采用 5A 时,其体积小,价格便宜,但电缆及接入同样阻抗的二次设备时,二次负载将是 1A 额定电流时的 25 倍。所以一般在 220kV 及以下电压等级变电所中, 220kV 回路数不多, 而 10~110kV 回路数较多,电缆长度较短时,电流互感器二次额定电流采用 5A 的。在 330kV 及以上电压等级变电所, 220kV 及以上回路数较多, 电流回路电缆较长时,电流互感器二次额定电流采用 1A 的。为了既满足测量、计量在正常使用的精度 及读数,又能满足故障大电流下继电保护装置的精工电流及电流互感器 10%误 差曲线要求, 二个回路常采用不同次级、不同变比。也可用中间抽头来选择不同变比。电流互感器的变比也是一个重要参数。当一次额定电流与二次额定电流确定后, 其变比即确定。电流互感器的额定变比等于一次额定电流比二次额定电流。 3.
电感在电路中的作用与使用方法 一、电感器的定义。 电感的定义: 电感是导线内通过交流电流时,在导线的内部及其周围产生交变磁通,导线的磁通量与生产此磁通的电流之比。 当电感中通过直流电流时,其周围只呈现固定的磁力线,不随时间而变化;可是当在线圈中通过交流电流时,其周围将呈现出随时间而变化的磁力线。根据法拉弟电磁感应定律---磁生电来分析,变化的磁力线在线圈两端会产生感应电势,此感应电势相当于一个“新电源”。当形成闭合回路时,此感应电势就要产生感应电流。由楞次定律知道感应电流所产生的磁力线总量要力图阻止原来磁力线的变化的。由于原来磁力线变化来源于外加交变电源的变化,故从客观效果看,电感线圈有阻止交流电路中电流变化的特性。电感线圈有与力学中的惯性相类似的特性,在电学上取名为“自感应”,通常在拉开闸刀开关或接通闸刀开关的瞬间,会发生火花,这就是自感现象产生很高的感应电势所造成的。 总之,当电感线圈接到交流电源上时,线圈内部的磁力线将随电流的交变而时刻在变化着,致使线圈不断产生电磁感应。这种因线圈本身电流的变化而产生的电动势,称为“自感电动势”。 由此可见,电感量只是一个与线圈的圈数、大小形状和介质有关的一个参量,它是电感线圈惯性的量度而与外加电流无关。 电感的具体作用: 1、在DCDC转换的时候,电源输入和DCDC芯片之间常接着一个22uh的功率电感, 一,扼流:在低频电路用来阻止低频交流电;脉动直流电到纯直流电路;它常用在整流电路输出端两个滤波电容的中间,扼流圈与电容组成Π式滤波电路。在高频电路:是防止高频电流流向低频端,在老式再生式收音机中的高频扼流圈。得到应用。 二,滤波:和上述理论相同;也是阻止整流后的脉动直流电流流向纯直流电路由扼流圈(为简化电路,降低成本,用纯电阻替带扼流圈)两个电容(电解电容)组成派式滤波电路。利用电容充放电作用和扼流圈通直流电,阻挡交流电特性来 完成平滑直流电而得到纯正的直流电。
能够产生自感、互感作用的器件均称为电感器件。电感器件是无线电设备中重要元件之一,它与电阻、电容、晶体二极管、晶体三极管等电子器件进行适当的配合,可构成各种功能的电子线路。 由于电感器一般由线圈构成,所以又称为电感线圈。为了增加Q值、缩小体积,线圈中常用软磁性材料做成磁芯。电感器有固定电感器、可变电感器、微调电感受器、色码电感器、平面电感器、集成电感器等。 在无线电整机中电感器主要是指各种线圈,对于与电感线圈相关的变压器、延迟线、滤波器等,在本节中将作必要说明。 1.电感线圈电感线圈是用绝缘导线(漆包线、纱包线、***导线等)一圈紧靠一图地绕制而成.在交流电路中,线圈有阻碍交流电流通过的作用,而对稳定的直流电压却不起作用(线罪状本身直流电阻例外)。所以线圈可以在交流电路中作阻流、变压、交连、负载等。当线圈和电容配合是时可作调谐、滤波、选频、分频、退耦等。 电感线圈在电路中常用英文字母“L”表示,电感量的单位是“亨利”,简称亨,常用英文字母“H”表示;比亨小的单位为毫亨,用英文字母mH表示;更小单位为微亨,用英文字母H表示。它们之间的关系为:1H=103mH=106uH.(1)自感与互感。当交流电流通过电感线圈时,将在线圈的周围产生交变磁场,这个磁场能穿过线圈,并且在线圈中产生感应电动势。自感电动势的大小与磁通量的线圈的特性有磁,这种特性用自感电感线圈在电路中常用英文字母“L”表示,电感量的单位是“亨利”,简称亨,常用英文字母“H”表示;比亨小的单位为毫亨,用英文字母mH表示;更小单位为微亨,用英文字母H表示。它们之间的关系为:1H=103mH=106uH.(1)自感与互感。当交流电流通过电感线圈时,将在线圈的周围产生交变磁场,这个磁场能穿过线圈,并且在线圈中产生感应电动势。自感电动势的大小与磁通量的线圈的特性有磁,这种特性用自感系数来表示。电感受。电感受量是表示电感数值大小的量,一般称之为电感。 电感线圈的自感工作原理:线圈(电感)中的自感电动势的方向将要阻碍原磁场的变化,这是因为原有的磁场是线圈中的电流产生的,自感受电动热阻碍通过线圈的电流发生变化,这种阻碍作用就是电感的感抗,其单位欧姆()。感抗的大小与线圈的电流感量的大小和通过电感线圈的交流频率有关,电感量越大,他所形成的感抗也就越大。同一电感量下,交流电流的频率越高,感抗也就越大。它们的关系可下列公式说明:XL=2fL式中XL——感抗;f——电流的频率;L ——电感量。 电感线圈的互感工作原理:在通过交流的电感线圈的交变磁场中,放置另一个电感线圈,交变磁场中的磁力线将穿过这个线圈,并且在该线圈中产生感应电动势,我们将这种现象称之为互感。一般将原电线称为初级圈的互感量有关,初、次级线圈之间的相互作用称为耦合(系数)。耦合系数与两线圈的位置、方式、有无磁芯等因素有关。两线圈的是感量与两线圈之间的耦合系数有关,电感线圈的互感原理也就是常见的变压器原理。 (2)电感线圈的作用。电感的作用如下两点:1)阻流作用:线圈中的自感电动势总是与线圈中的电流变化相对抗。主要可分为高频阻流线圈及低频阻流线圈。
无源器件特性 1.高频电阻 低频电子学中最普通的电路元件就是电阻,它的作用是通过将一些电能装化成热能来达到电压降低的目的。电阻的高频等效电路如图所示,其中两个电感L模拟电阻两端的引线的寄生电感,同时还必须根据实际引线的结构考虑电容效应;用电容C模拟电荷分离效应。 电阻等效电路表示法 根据电阻的等效电路图,可以方便的计算出整个电阻的阻抗: 下图描绘了电阻的阻抗绝对值与频率的关系,正像看到的那样,低频时电阻的阻抗是R,然而当频率升高并超过一定值时,寄生电容的影响成为主要的,它引起电阻阻抗的下降。当频率继续升高时,由于引线电感的影响,总的阻抗上升,引线电感在很高的频率下代表一个开路线或无限大阻抗。 一个典型的1K?电阻阻抗绝对值与频率的关系 2.高频电容 片状电容在射频电路中的应用十分广泛,它可以用于滤波器调频、匹配网络、晶体管的偏置等很多电路中,因此很有必要了解它们的高频特性。电容的高频等效电路如图所示,其
中L为引线的寄生电感;描述引线导体损耗用一个串联的等效电阻R1;描述介质损耗用一个并联的电阻R2。 电容等效电路表示法 同样可以得到一个典型的电容器的阻抗绝对值与频率的关系。如下图所示,由于存在介质损耗和有限长的引线,电容显示出与电阻同样的谐振特性。 一个典型的1pF电容阻抗绝对值与频率的关系 3.高频电感 电感的应用相对于电阻和电容来说较少,它主要用于晶体管的偏置网络或滤波器中。电感通常由导线在圆导体柱上绕制而成,因此电感除了考虑本身的感性特征,还需要考虑导线的电阻以及相邻线圈之间的分布电容。电感的等效电路模型如下图所示,寄生旁路电容C 和串联电阻R分别由分布电容和电阻带来的综合效应。 高频电感的等效电路 与电阻和电容相同,电感的高频特性同样与理想电感的预期特性不同,如下图所示:首
EMI/EMC设计经验总结 电容 一、电容的应用: (一)电容在电源上的主要用途:去耦、旁路和储能。 (二)电容的使用可以解决很多EMC问题。 二、电容分类: (一)按材质分类: 1、铝质电解电容: 通常是在绝缘薄层之间以螺旋状绕缠金属箔而制成,这样可以在电位体积内得到较大的电容值,但也使得该部分的内部感抗增加。 2、钽电容: 由一块带直板和引脚连接点的绝缘体制成,其内部感抗低于铝电解电容。 3、陶瓷电容: 结构是在陶瓷绝缘体中包含多个平行的金属片。其主要寄生为片结构的感抗,并且低于MHz的区域造成阻抗。 应用描述: 铝质电解电容和钽电解电容适用于低频终端,主要是存储器和低频滤波器领域。 在中频范围内(从KHz到MHz),陶质电容比较适合,常用于去耦电路和高频滤波.特殊的低损耗陶质电容和云母电容适合月甚高频应用和微波电路。 为了得到最好的EMC特性,电容具有低的ESR(等效串联电阻)值是很重要的,因为它会对信号造成大的衰减,特别是在应用频率接近电容谐振频率场合。 (二)按作用分类: 1、旁路电容: 电源的第一道抗噪防线是旁路电容。主要是通过产生AC旁路,消除不想要的RF能量,避免干扰敏感电路。 通过储存电荷抑制电压降并在有电压尖峰产生时放电,旁路电容消除了电源电压的波动。旁路电容为电源建立了一个对地低阻抗通道,在很宽频率范围内都可具有上述抗噪功能。 要选择最合适的旁路电容,我们要先回答四个问题: (1)需要多大容值的旁路电容 (2)如何放置旁路电容以使其产生最大功效 (3)要使我们所设计的电路/系统要工作在最佳状态,应选择何种类型的旁路电容? (4)隐含的第四个问题----所用旁路电容采用什么样的封装最合适?(这取决于电容大小、电路板空间以及所选电容的类型。)其中第二个问题最容易回答,旁边电容应尽可能靠近每个芯片电源引脚来放置。距离电源引脚越远就等同于增加串联电感,这样会降低旁路电容的自谐振频率(使有效带宽降低)。 通常旁路电容的值都是依惯例或典型值来选取的。例如,常用的容值是1μF和0.1μF。简单的说,将大电容作为低频和大电流电路的旁路,而小电容作为高频旁路。 旁路电容主要功能是产生一个交流分路,从而消去进入易感区的那些不需要的能量。旁路电容一般作为高频旁路电容来减小对电源模块的瞬态电流需求。通常铝电解电容和胆电容比较适合作旁路电容,其电容值取决于PCB板上的瞬态电流需求,一般在10至470μF范围内。若PCB板上有许多集成电路、高速开关电路和具有长引线的电源,则应选择大容量的电容。 2、去耦电容: 去耦电容主要是去除高频如RF信号的干扰,干扰的进入方式是通过电磁辐射。而实际上,芯片附近的电容还有蓄能的作用,这是第二位的。主要是为器件提供信号状态在高速切换时所需要的瞬间电流,避免射频能量进入配电网络,为器件提供局部化的直流电压源。去耦电容一般都采用高速电容。 高频器件在工作的时候,其电流是不连续的,而且频率很高,而器件VCC到总电源有一段距离,即便距离不长,在频率很高的情况下,阻抗Z=i*wL+R,线路的电感影响也会非常大,会导致器件在需要电流的时候,不能被及时供给。而去耦电容可以
常用电感参数 来源:https://www.doczj.com/doc/ef10894974.html, | 时间:2008年11月17日 电感参数 1 电感量L及精度 电感量L表示线圈本身固有特性,与电流大小无关。除专门的电感线圈(色码电感)外,电感量一般不专门标注在线圈上,而以特定的名称标注。线圈电感量的大小,主要决定于线圈的直径、匝数及有无铁芯等。电感线圈的用途不同,所需的电感量也不同。例如,在高频电路中,线圈的电感量一般为0.1uH—100Ho 电感量的精度,即实际电感量与要求电感量间的误差,对它的要求视用途而定。对振荡线圈要求较高,为o.2-o.5%。对耦合线圈和高频扼流圈要求较低,允许10—15%。对于某些要求电感量精度很高的场合,一般只能在绕制后用仪器测试,通过调节靠近边沿的线匝间距离或线圈中的磁芯位置来实现o 2 感抗XL 电感线圈对交流电流阻碍作用的大小称感抗XL,单位是欧姆。它与电感量L和交流电频率f的关系为XL=2πfL 3 品质因素Q 线圈的品质因数 品质因数Q用来表示线圈损耗的大小,高频线圈通常为50—300。对调谐回路线圈的Q值要求较高,用高Q值的线圈与电容组成的谐振电路有更好的谐振特性;用低Q值线圈与电容组成的谐振电路,其谐振特性不明显。对耦合线圈,要求可低一些,对高频扼流圈和低频扼流圈,则无要求。Q 值的大小,影响回路的选择性、效率、滤波特性以及频率的稳定性。一般均希望Q值大,但提高线圈的Q值并不是一件容易的事,因此应根据实际使用场合、对线圈Q值提出适当的要求。 线圈的品质因数为: Q=ωL/R 式中: ω——工作角频; L——线圈的电感量; R——线圈的总损耗电阻线圈的总损耗电阻,它是由直流电阻、高频电阻(由集肤效应和邻近效应引起)介质损耗等所组成。" 为了提高线圈的品质因数Q,可以采用镀银铜线,以减小高频电阻;用多股的绝缘线代替具有同样总裁面的单股线,以减少集肤效应;采用介质损
电感是用绝缘导线(例如漆包线,沙包线等)绕制而成的电磁感应元件。属于常用元件。 一,电感的作用:通直流阻交流这是简单的说法,对交流信号进行隔离,滤波或与电容器,电阻器等组成谐振电路. 调谐与选频电感的作用:电感线圈与电容器并联可组成LC 调谐电路。即电路的固有振荡频率f0与非交流信号的频率f相等,则回路的感抗与容抗也相等,于是电磁能量就在电感、电容之间来回振荡,这就是L C回路的谐振现象。谐振时由于电路的感抗与容抗等值又反向,因此回路总电流的感抗最小,电流量最大(指f=f0的交流信号),所以L C谐振电路具有选择频率的作用,能将某一频率f的交流信号选择出来。 磁环电感的作用:磁环与连接电缆构成一个电感器(电缆中的导线在磁环上绕几圈作为电感线圈),它是电子电路中常用的抗干扰元件,对于高频噪声有很好的屏蔽作用,故被称为吸收磁环,由于通常使用铁氧体材料制成,所以又称铁氧体磁环(简称磁环)。在图中,上面为一体式磁环,下面为带安装夹的磁环。磁环在不同的频率下有不同的阻抗特牲。一般在低频时阻抗很小,当信号频率升高后磁环的阻抗急剧变大。可见电感的作用如此之大,大家都知道,信号频率越高,越容易辐射出去,而一般的信号线都是没有屏蔽层的,这些信号线就成了很好的天线,接收周围环境中各种杂乱的高频信号,而这些信号叠加在原来传输的信号上,甚至会改变原来传输的有用信号,严重干扰电子设备的正常工作,因此降低电子设备的电磁干扰(E M)已经是必须考虑的问题。在磁环作用下,即使正常有用的信号顺利地通过,又能很好地抑制高频于扰信号,而且成本低廉。 电感的作用还有筛选信号、过滤噪声、稳定电流及抑制电磁波干扰等重要的作用。
如何选用RF电感 在手机、RFID、测试设备、GPS、雷达、Wi-Fi以及卫星无线电等应用的高频模拟电路和信号处理中,电感是最重要的元件之一。通常,它可以承担的几项主要功能包括电路调谐、阻抗匹配、高通和低通滤波器,还可以用作RF扼流圈。 选择在设计中使用RF电感的电子工程师有多种选择。为了简化这种选择,本文将讨论电感元件的各种类型及其常见用法。 RF电感的用途 大部分电子器件都含有RF电感。“为了跟踪动物,在我们家养动物的皮肤中植入的玻璃管内部都含有一个电感”,普莱默公司的一位研发工程师Maria del Mar Villarrubia说,“每次启动汽车的时候两个电感之间都会产生无线通信,一个在汽车内部,另一个在钥匙内部。” 不过,正如这种元件的无所不在一样,RF电感也有着非常具体的用途。在谐振电路中,这些元件通常与电容结合使用,以便选择特定的频率(如振荡电路、压控振荡器等)。 RF电感也可以用于阻抗匹配应用,以便实现数据传输线的阻抗平衡。这是为了确保IC间高效的数据传输所必需的。 作为RF扼流圈使用时,电感串联在电路中,起到RF滤波器的作用。简单来说,RF 扼流圈是个低通滤波器,它会给较高的频率造成衰减,而较低的频率则畅通无阻。 Q值是什么 在讨论电感性能时,Q值是最重要的衡量指标。Q值是一种衡量电感性能的指标,它是一个无量纲的参数,用于比较振荡频率和能量损耗速率。 Murata公司的高级产品经理Deryl J. Kimbro说:“Q值越高,电感的性能就越接近于理想的无损电感。也就是说,它在谐振电路中的选择性更好。” 高Q值的另一个好处是损耗低,也就是说电感消耗的能量少。低Q值会造成带宽较宽,而且在振荡频率处及其附近的谐振幅度较低。 电感值
电感主要参数介绍 除固定电感器和部分阻流圈为通用元件(只要规格相同,各种电子整机上均可使用)外,其余的均为电视机、收音机等专用元件。专用元件一般都是一个型号对应一种机型(代用除外),购买及使用时应以元件型号为主要依据,具体参数大都不需考虑,若需了解,可查相应产品手册或有关资料,这里不可能一一示例。下面谈谈固定电感器及阻流圈的主要参数及识别。 1.电感量L 电感量L也称作自感系数,是表示电感元件自感应能力的一种物理量。当通过一个线圈的磁通(即通过某一面积的磁力线数)发生变化时,线圈中便会产生电势,这是电磁感应现象。所产生的电势称感应电势,电势大小正比于磁通变化的速度和线圈匝数。当线圈中通过变化的电流时,线圈产生的磁通也要变化,磁通掠过线圈,线圈两端便产生感应电势,这便是自感应现象。自感电势的方向总是阻止电流变化的,犹如线圈具有惯性,这种电磁惯性的大小就用电感量L来表示。L 的大小与线圈匝数、尺寸和导磁材料均有关,采用硅钢片或铁氧体作线圈铁芯,可以较小的匝数得到较大的电感量。L的基本单位为H(亨),实际用得较多的单位为mH(毫亨)和IxH(微亨),三者的换算关系如下:1μH—103→1mH—103→1H。 2.感抗XL 感抗XL在电感元件参数表上一般查不到,但它与电感量、电感元件的分类品质因数Q等参数密切相关,在分析电路中也经常需要用到,故这里专门作些介绍。前已述及,由于电感线圈的自感电势总是阻止线圈中电流变化,故线圈对交流电有阻力作用,阻力大小就用感抗XL来表示。XL与线圈电感量L和交流电频率f成正比,计算公式为:XL (Ω)=2лf(Hz)L(H)。不难看出,线圈通过低频电流时XL小。通过直流电时XL为零,仅线圈的直流电阻起阻力作用,因电阻:—般很小,所以近似短路。通过高频电流时XL大,若L也大,则近似开路。线圈的此种特性正好与电容相反,所以利用电感元件和电容器就可以组成各种高频、中频和低频滤波器,以及调谐回路、选频回路和阻流圈电路等等。 3.品质因数Q 这是表示电感线圈品质的参数,亦称作Q值或优值。线圈在一定频率的交流电压下工作时,其感抗XL和等效损耗电阻之比即为Q值,表达式如下:Q=2лL/R。由此可见,线圈的感抗越大,损耗电阻越小,其Q值就越高。值得注意的是,损耗电阻在频率f较低时可视作基本上以线圈直流电阻为主;当f较高时,因线圈骨架及浸渍物的介质损耗、铁芯及屏蔽罩损耗、导线高频趋肤效应损耗等影响较明显,R就应包括各种损耗在内的等效损耗电阻,不能仅计直流电阻。 Q的数值大都在几十至几百。Q值越高,电路的损耗越小,效率越高,但Q值提高到一定程度后便会受到种种因素限制,而且许多电路对线圈Q值也没有很高的要求,所以具体决定Q 值应视电路要求而定。 4.直流电阻
片式电感简介及应用 引言 按照电感器在线路中发挥的功能,主要有两方面的应用,分别是波形发生器和扼流电抗器。其中,在波形发生方面的应用又包括了谐振电路,振荡电路,时钟电路和脉冲电路等。在这类电路中,电感器必须具有高Q、小的电感偏差和稳定的温度系数。高的Q值使电路具有尖锐的谐振峰值;窄的电感偏差则保证了谐振频率偏差尽可能的小;而稳定的温度系数则保证谐振频率具有稳定的温度变化特性。 而扼流电抗器是将电感作为扼流圈来使用,这在电源电路中有广泛应用。这时电感器的主要参数是额定的工作电流、低的直流电阻和低的Q值。 当电感作为扼流电抗器来使用时,总希望用它构成的滤波电路具有宽的频率抑制特性,因此,这种电感器并不需要有高的Q值。福鹰电子而低的直流电阻可以保证在额定电流通过电感器时,将有最小的电压降。 这样看来,同样是一个电感器,不同的应用场合中对电感器性能要求是不同的。 片式电感 片式电感分为绕线型和叠层型两大类。绕线型电感器是将细的导线绕在软磁铁氧体磁芯上制成,外层一般用树脂封固。其工艺继承性强,但体积小型化有限。 而片式叠层电感器则不用绕线,是用铁氧体浆料和导体浆料交替印刷、叠层、烧结,形成闭合磁路;它采用先进的厚膜多层钝化技术和叠层生产工艺,实现了超小型表面安装。 叠层型电感的主要特点是有磁屏蔽和直流电阻小。与绕线型相比,电感量和可允许通过的电流相对较小,但是更适合在高频下使用。 片式电感的材料分成以铁氧体磁性材料为基体和以陶瓷材料为基体两个大类。 前者采用镍锌系和锰锌系材料制成各种小型铁氧体磁芯。大多数片式电感器,特别是片式功率电感器、片式EMI抑制器都使用镍锌系材料。 而锰锌系材料主要用在片式变压器和片式低频电感器中。 后者采用低介电常数陶瓷制成的高频片式叠层电感器,在其制作当中还考虑了抑制杂散电容的问题,用它做成的叠层电感器可以获得较高的自谐振频率,用在亚微波到微波波段,适合移动电话向高频化、网络化发展的需要。 1)片式叠层电感器 片式叠层电感器,是电感领域重点开发的产品。制作时不用绕线,而用铁氧体浆料和导电浆料交替进行多层印刷,然后通过高温共烧结,形成有闭合磁路的电感线圈(见图1)。或者将微米级铁氧体薄片进行叠层,每个磁性层有印刷的导体图案和孔,孔中填充导电材料,从而把上层图案和下层图案连结起来,经过加压、烧结,形成一体化的多层电感器。这类电感器制作工艺更加适合尺寸微小型化,容易实现规模化大生产。福鹰电子片式叠层电感器与片式绕线电感器相比有诸多优点:尺寸小,有利于电路的小型化;磁路封闭,不会干扰周围的元器件,也不会受临近元器件的干扰,有利于元器件的高密度安装;一体化结构,可靠性高;耐热性、可焊性好;形状规整,适合于自动化表面安装生产。
实验三RFID标签的设计、制作及测试一、【实验目的】 在实际的生产过程中,RFID电子标签在设计并测试完成后,都是在流水线上批量制造生产的。为了让学生体会RFID标签天线设计的理念和工艺,本实验为学生提供了一个手工蚀刻制作RFID电子标签的平台,再配合微调及测试,让学生在亲自动手的过程中,不断地尝试、提炼总结,从而使学生对RFID标签天线的设计及生产工艺,有进一步深刻的理解。 二、【实验仪器及材料】 计算机一台、HFSS软件、覆铜板、Alien Higgs芯片、热转印工具、电烙铁、标签天线实物,UHF测试系统,皮尺 三、【实验内容】 第一步(设计):从UHF标签天线产品清单中,挑选出一款天线结构,或者自己设计一款标签天线结构,进行HFSS建模画图 第二步(制作):将第一步中设计好的标签模型用腐蚀法进行实物制作 第三步(测试):利用UHF读写器测试第二步中制作的标签实物性能 四、【实验要求的知识】 下图是Alien(意联)公司的两款标签天线,型号分别为ALN-9662和ALN-9640。这两款天线均采用弯折偶极子结构。弯折偶极子是从经典的半波偶极子结构发展而来,半波偶极子的总长度为波长的一半,对于工作在UHF频段的半波偶极子,其长度为160mm,为了使天线小型化,采用弯折结构将天线尺寸缩小,可以适用于更多的场合。ALN-9662的尺寸为70mm x 17mm,ALN-9640的尺寸为94.8mm x 8.1mm,之所以有不同的尺寸是考虑到标签的使用情况和应用环境,因为天线的形状和大小必须能够满足标签顺利嵌入或贴在所指定的目标上,也需要适合印制标签的使用。例如,硬纸板盒或纸板箱、航空公司行李条、身份识别卡、图书等。 ALN-9662天线版图 ALN-9640天线版图
电阻,电感,电容的主要参数 电阻主要特性参数 1、标称阻值:电阻器上面所标示的阻值。 2、允许误差:标称阻值与实际阻值的差值跟标称阻值之比的百分数称阻值偏差,它表示电阻器的精度。 允许误差与精度等级对应关系如下:±0.5%-0.05、±1%-0.1(或00)、±2%-0.2(或0)、±5%-Ⅰ级、±10%-Ⅱ级、±20%-Ⅲ级 3、额定功率:在正常的大气压力90-106.6KPa及环境温度为-55℃~+70℃的条件下,电阻器长期工作所允许耗散的最大功率。 线绕电阻器额定功率系列为(W):1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、4、8、10、16、25、40、50、75、100、150、250、500 非线绕电阻器额定功率系列为(W):1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、5、10、25、50、100 4、额定电压:由阻值和额定功率换算出的电压。 5、最高工作电压:允许的最大连续工作电压。在低气压工作时,最高工作电压较低。 6、温度系数:温度每变化1℃所引起的电阻值的相对变化。温度系数越小,电阻的稳定性越好。阻值随温度升高而增大的为正温度系数,反之为负温度系数。 7、老化系数:电阻器在额定功率长期负荷下,阻值相对变化的百分数,它是表示电阻器寿命长短的参数。 8、电压系数:在规定的电压范围内,电压每变化1伏,电阻器的相对变化量。 9、噪声:产生于电阻器中的一种不规则的电压起伏,包括热噪声和电流噪声两部分,热噪声是由于导体内部不规则的电子自由运动,使导体任意两点的电压不规则变化。 电感器的主要参数 电感器的主要参数有电感量、允许偏差、品质因数、分布电容及额定电流等。
电感的作用及工作原理 1电感的作用是什么 电感器在电路中主要起到滤波、振荡、延迟、陷波等作用,还有筛选信号、过滤噪声、稳定电流及抑制电磁波干扰等作用。 通直流:所谓通直流就是指在直流电路中,电感的作用就相当于一根导线,不起任何作用 阻交流:在交流电路中,电感会有阻抗,即XL,整个电路的电流会变小,对交流有一定的阻碍作用。 电感的阻流作用:电感线圈线圈中的自感电动势总是与线圈中的电流变化。 电感的调谐与选频作用:电感线圈与电容器并联可组成LC调谐电路。 电感还有筛选信号、过滤噪声、稳定电流及抑制电磁波干扰等作用。 2电感的工作原理是什么
电感是导线内通过交流电流时,在导线的内部周围产生交变磁通,导线的磁通量与生产此磁通的电流之比。当电感中通过直流电流时,其周围只呈现固定的磁力线,不随时间而变化;可是当在线圈中通过交流电流时,其周围将呈现出随时间而变化的磁力线。 电感器的工作原理分成两个部分:给电感器通电后电感器的工作过程,此时电感器由电产生磁场;电感器在交变磁场中的工作过程,此时电感器由磁产生交流电。 关于电感器的工作原理,东莞晶磁电感主要说明下列几点: (1) 给线圈中通入交流电流时,在电感器的四周产生交变磁场,这个磁场称为原磁场。 (2)给电感器通入直流电流时,在电感器四周要产生大小和方向不变的恒定磁场。 3电感的用途有哪些 电感器在电路中主要起到滤波、振荡、延迟、陷波等作用,还有筛选信号、过滤噪声、稳定电流及抑制电磁波干扰等作用。电感在电路最常见
的作用就是与电容一起,组成LC滤波电路。电容具有“阻直流,通交流”的特性,而电感则有“通直流,阻交流”的功能。 如果把伴有许多干扰信号的直流电通过LC滤波电路,那么,交流干扰信号将被电感变成热能消耗掉;变得比较纯净的直流电流通过电感时,其中的交流干扰信号也被变成磁感和热能,频率较高的最容易被电感阻抗,这就可以抑制较高频率的干扰信号。
Apr. 18. 2010Apr. 18. 2010 Apr. 18. 2010Apr. 18. 2010 Apr. 18. 2010Apr. 18. 2010
Apr. 18. 2010 Apr. 18. 2010 Apr. 18. 2010 Apr. 18. 2010 Apr. 18. 2010 电阻器的射频等效电路不仅呈现出单纯的电阻 R ,还具有两端引线的引线电感L 以及模拟电荷分离效应的电容C a 和跨接两端引线之间的电容C b Apr. 18. 2010 From SEIEE SJTU 金属膜电阻器的阻抗绝对值与频率之间的关系 在低频时,电阻器的阻抗是R ,随着频率的升高,寄生电容的影响成为引起电阻阻抗下降的主要因素;随着频率的进一步升高,引线电感的作用就越加明显,电阻阻抗上升;在频率很高时,引线电感就成为一个无限大的阻抗,甚至开路。
Apr. 18. 2010 电阻器的阻抗首先是随着频率的升高而增加;但到某Apr. 18. 2010 Apr. 18. 2010 ,总的旁路电在200MHz Apr. 18. 2010 电容器的射频等效电路 C :电容数值;Rs :串联电阻;Rp :绝缘电阻;:引线和平板的电感;其中电阻都会形成热损耗,用Apr. 18. 2010 Apr. 18. 2010 From SEIEE SJTU 理想的阻抗随着工作频率的升高而近似线性地减小。而实际阻抗, 随着频率的升高,其引线电感变得越来越重要;电容器的特性随着频率的升高而改变。在谐振频率Fr ,引线电感与实际电容形成串联谐振,使得总的电抗趋向于0Ω;之后,在高于Fr 的些政频率之上,电容器的行为呈现为电感性而不再是电容性。
贴片电感主要参数详解电感器规格 除固定电感器和部分阻流圈为通用元件(只要规格相同,各种电子整机上均可使用)外,其余的均为电视机、收音机等专用元件。专用元件一般都是一个型号对应一种机型(代用除外),购买及使用时应以元件型号为主要依据,具体参数大都不需考虑,若需了解,可查相应产品手册或有关资料,这里不可能一一示例。下面谈谈固定电感器及阻流圈的主要参数及识别。 1.电感量L 电感量L也称作自感系数,是表示电感元件自感应能力的一种物理量。当通过一个线圈的磁通(即通过某一面积的磁力线数)发生变化时,线圈中便会产生电势,这是电磁感应现象。所产生的电势称感应电势,电势大小正比于磁通变化的速度和线圈匝数。当线圈中通过变化的电流时,线圈产生的磁通也要变化,
磁通掠过线圈,线圈两端便产生感应电势,这便是自感应现象。自感电势的方向总是阻止电流变化的,犹如线圈具有惯性,这种电磁惯性的大小就用电感量L 来表示。L 的大小与线圈匝数、尺寸和导磁材料均有关,采用硅钢片或铁氧体作线圈铁芯,可以较小的匝数得到较大的电感量。L的基本单位为H(亨),实际用得较多的单位为mH(毫亨)和IxH(微亨),三者的换算关系如下:1H=103mH=106 μH。 2.感抗XL 感抗XL在电感元件参数表上一般查不到,但它与电感量、电感元件的分类品质因数Q等参数密切相关,在分析电路中也经常需要用到,故这里专门作些介绍。前已述及,由于电感线圈的自感电势总是阻止线圈中电流变化,故线圈对交流电有阻力作用,阻力大小就用感抗XL来表示。XL与线圈电感量L和交流电频率f成正比,计算公式为:XL (Ω)=2лf(Hz)L(H)。不难看出,线圈通过低频电流时XL小。通过直流电时XL为零,仅线圈的直流电阻起阻力作用,因电阻:—般很小,所以近似短路。通过高频电流时XL大,若L也大,则近似开路。线圈的此种特性正好与电容相反,所以利用电感元件和电容器就可以组成各种高频、中频和低频滤波器,以及调谐回路、选频回路和阻流圈电路等等。 3.品质因数Q
电感器(电感线圈)和变压器均是用绝缘导线(例如漆包线、纱包线等)绕制而成的电磁感应元件,也是电子电路中常用的元器件之一,相关产品如共膜滤波器等。 一、自感与互感 (一)自感 当线圈中有电流通过时,线圈的周围就会产生磁场。当线圈中电流发生变化时,其周围的磁场也产生相应的变化,此变化的磁场可使线圈自身产生感应电动势(电动势用以表示有源元件理想电源的端电压),这就是自感。 (二)互感 两个电感线圈相互靠近时,一个电感线圈的磁场变化将影响另一个电感线圈,这种影响就是互感。互感的大小取决于电感线圈的自感与两个电感线圈耦合的程度。 二、电感器的作用与电路图形符号 (一)电感器的电路图形符号 电感器是用漆包线、纱包线或塑皮线等在绝缘骨架或磁心、铁心上绕制成的一组串联的同轴线匝,它在电路中用字母"L"表示,图6-1是其电路图形符号。 (二)电感器的作用 电感器的主要作用是对交流信号进行隔离、滤波或与电容器、电阻器等组成谐振电路。 三、变压器的作用及电路图形符号 (一)变压器的电路图形符号 变压器是利用电感器的电磁感应原理制成的部件。在电路中用字母"T"(旧标准为"B")表示,其电路图形符号如图6-12所示。 (二)变压器的作用 变压器是利用其一次(初级)、二次(次级)绕组之间圈数(匝数)比的不同来改变电压比或电流比,实现电能或信号的传输与分配。其主要有降低交流电压、提升交流电压、信号耦合、变换阻抗、隔离等作用。 (一)电感器的结构与特点 电感器一般由骨架、绕组、屏蔽罩、封装材料、磁心或铁心等组成。 1.骨架骨架泛指绕制线圈的支架。一些体积较大的固定式电感器或可调式电感器(如振荡线圈、阻流圈等),大多数是将漆包线(或纱包线)环绕在骨架上,再将磁心或铜心、铁心等装入骨架的内腔,以提高其电感量。 骨架通常是采用塑料、胶木、陶瓷制成,根据实际需要可以制成不同的形状。 小型电感器(例如色码电感器)一般不使用骨架,而是直接将漆包线绕在磁心上。 空心电感器(也称脱胎线圈或空心线圈,多用于高频电路中)不用磁心、骨架和屏蔽罩等,而是先在模具上绕好后再脱去模具,并将线圈各圈之间拉开一定距离。 2.绕组绕组是指具有规定功能的一组线圈,它是电感器的基本组成部分。 绕组有单层和多层之分。单层绕组又有密绕(绕制时导线一圈挨一圈)和间绕(绕制时每圈导线之间均隔一定的距离)两种形式;多层绕组有分层平绕、乱绕、蜂房式绕法等多种,如图6-5所示。 3.磁心与磁棒磁心与磁棒一般采用镍锌铁氧体(NX系列)或锰锌铁氧体(MX系列)等材料,它有"工"字形、柱形、帽形、"E"形、罐形等多种形状,如图6-6所示。 4.铁心铁心材料主要有硅钢片、坡莫合金等,其外形多为"E"型。 5.屏蔽罩为避免有些电感器在工作时产生的磁场影响其它电路及元器件正常工作,就为其增加了金属屏幕罩(例如半导体收音机的振荡线圈等)。采用屏蔽罩的电感器,会增加线圈的损耗,使Q值降低。 6.封装材料有些电感器(如色码电感器、色环电感器等)绕制好后,用封装材料将线
电感的主要参数 1)μi(导磁率)(Permeability)---这是铁芯的一个重要参数,对于一个带铁芯的电感,铁芯的导磁率越高,电感值会越高。 2)L(电感值)(Inductance)---L=(4πμiN2A/l)*10-9 (H),N-线圈圈数,A-磁路截面积,l-磁路平均长度。电感值与铁芯的μi值成正比,与线圈圈数的平方成正比,与测试频率有关(电感值随测试频率的变化关系常用电感的频率曲线来表示),与环境温度有关,客户通常对电感值的要求是在某一特定频率下合于某一范围。电感值通常是不用计算得出的(因为就算你算得吐血也未必算得准,磁环的可以算得大概准确),而是用仪器测出的。目录上通常是标示L值的公差范围。 3) Q(品质因素)---客户通常对Q值的要求是越高越好, Q=2πfLe/Re (Re是有效电阻,是消耗能量的部份, 有效电阻由DCR、表面效应、铁损所贡献) (Le是真实电感扣除分布电容影响后的值),电子工 程施希望所选定的频率讯号通过,而且更希望所通 过的讯号损失越少越好,故他们希望Q值越高越好。 Q值也是随测试频率而变化的,(Q值随测试频率的 变化关系常用Q值的频率曲线来表示)。目录上通常 以其最小值为标注。 4)DCR(直流电阻)(Direct Current Resistance)---电感在直流电流下测量得之电阻,客户通常对DCR值的要求是越小越好。目录上通常以其最大值为标注。 5) SRF(自共振频率)(Self-Resonant Frequency) ---电感的真实电感与电感的分布电容产生共振 时的频率,客户通常对SRF值的要求是越大 越好。目录上通常以其最小值为标注。 自共振频时电感的表现就像电阻,即 (真实)电感值的感抗(2πfL)与分布电容的容抗
电感器的符号及类型 符号(L): 电感器 1.电感器 电感器的图形如上面所示。在电子制作中虽然使用得不是很多,但它们在电路 中同样重要。电感器和电容器一样,也是一种储能元件,它能把电能转变为磁场能,并在磁场中储存能量。电感器用符号L表示,它的基本单位是亨利(H),常用毫亨(mH)为单位。它经常和电容器一起工作,构成LC滤波器、LC振荡器等。另外,人们还利用电感的特性,制造了扼流圈、变压器、继电器等。 电感器的特性恰恰与电容的特性相反,它具有阻止交流电通过而让直流电通过的特性。 电感器的技术指标主要包括:电感量L;品质因数Q值;自谐频率f ;直流 电阻RDC;额定电流I等。固定电感器主要用于电视机、摄像机、录像机、微处理机、微电机及其它电子设备和通讯设备中起谐振、耦合、延迟、滤波、陷波扼流抗干扰等作用。 小小的收音机上就有不少电感线圈,几乎都是用漆包线绕成的空心线圈或在骨架磁芯、铁芯上绕制而成的。有天线线圈(它是用漆包线在磁棒上绕制而成的)、中频变压器(俗称中周)、输入输出变压器等等。 2.分类列述 (1) 固定电感器 LGB-X 、LGB-S型立式固定电感器,单层或多层绕线在铁氧体 工型磁芯上,外包装分别采用硅橡胶套管和热缩套管。可用于电视机和 其他电子设备中起滤波和扼流作用。 (2) 工字形电感 ※特性: ● 储存高; ● 损耗小; ● 价格低。 ※用途:
● 微波消除,RF滤波; ● 输出扼流; ● EMI/RFI滤波; ● 广泛用于电脑、显示器; ● 彩电及各种电子设备等。 (3) 棒装线圈 ※特性: ● 输出电流大; ● 价格低; ● 结构坚实。 ※用途: ● 微波消除; ● 输出扼流; ● EMI/RFI滤波; ● 广泛用于各类电子电路和电子设备等。 (4)“尖波杀手”电感器 ※特性: ● 高效率; ● 低溫升; ● 很好的饱和特性; ● 抑制尖波能力强。 ※用途: ● 开关电源的微波抑制; ● 电子电路中的二极管恢复特性补偿。 (5) 电流感測器 ※特性: ● 感应灵敏度高; ● 绝缘性能好。 ※用途: ● 电流传感; ● 常用于电子控制系统和电子设备等。 (6) 电源变换器 ※特性: ● 滤波性能好; ● 负载能力强; ● 损耗小。 ※用途:● AC-AC、AC-DC转换;● 广泛用于收音机; ● 收录机;● 无线电话及其它小型电器等。
电感的主要参数 1)??μi(导磁率)(Permeability)---这是铁芯的一个重要参数,对于一个带铁芯的电感,铁芯的导磁率越高,电感值会越高。 2)???? L(电感值)(Inductance)---L=(4πμiN2A/l)*10-9(H),N-线圈圈数,A-磁路截面积,l-磁路平均长度。电感值与铁芯的μi值成正比,与线圈圈数的平方成正比,与测试频率有关(电感值随测试频率的变化关系常用电感的频率曲线来表示),与环境温度有关,客户通常对电感值的要求是在某一特定频率下合于某一范围。电感值通常是不用计算得出的(因为就算你算得吐血也未必算得准,磁环的可以算得大概准确),而是用仪器测出的。目录上通常是标示L值的公差范围。 3) Q(品质因素)---客户通常对Q值的要求是越高越好, Q=2πfLe/Re (Re是有效电阻,是消耗能量的部份, 有效电阻由DCR、表面效应、铁损所贡献) (Le是真实电感扣除分布电容影响后的值),电子工 程施希望所选定的频率讯号通过,而且更希望所通 过的讯号损失越少越好,故他们希望Q值越高越好。 Q值也是随测试频率而变化的,(Q值随测试频率的 变化关系常用Q值的频率曲线来表示)。目录上通常 以其最小值为标注。 4)DCR(直流电阻)(Direct Current Resistance)---电感在直流电流下测量得之电阻,客户通常对DCR值的要求是越小越好。目录上通常以其最大值为标注。 5) SRF(自共振频率)(Self-Resonant Frequency) ---电感的真实电感与电感的分布电容产生共振 时的频率,客户通常对SRF值的要求是越大 越好。目录上通常以其最小值为标注。 自共振频时电感的表现就像电阻,即 (真实)电感值的感抗(2πfL)与分布电容的容抗 (-1/2πfC d )相互抵消,即2πfL-1/2πfC d =0, 所以自共振频率f=1/2π√LC d 。自共振频时电感的Le(有效电感值)为0,所以此时的Q值为0。
电阻,电容,电感,二极管,三极管,在电路中的作用 电阻 定义:导体对电流的阻碍作用就叫导体的电阻。 电阻(Resistor)是所有电子电路中使用最多的元件。电阻的主要物理特征是变电能为热能,也可说它是一个耗能元件,电流经过它就产生热能。电阻在电路中通常起分压分流的作用,对信号来说,交流与直流信号都可以通过电阻。 电阻都有一定的阻值,它代表这个电阻对电流流动阻挡力的大小。电阻的单位是欧姆,用符号“Ω”表示。欧姆是这样定义的:当在一个电阻器的两端加上1伏特的电压时,如果在这个电阻器中有1安培的电流通过,则这个电阻器的阻值为1欧姆。出了欧姆外,电阻的单位还有千欧(KΩ,兆欧(MΩ)等。 电阻器的电气性能指标通常有标称阻值,误差与额定功率等。 它与其它元件一起构成一些功能电路,如RC电路等。 电阻是一个线性元件。说它是线性元件,是因为通过实验发现,在一定条件下,流经一个电阻的电流与电阻两端的电压成正比——即它是符合欧姆定律:I=U/R
常见的碳膜电阻或金属膜电阻器在温度恒定,且电压和电流值限制在额定条件之内时,可用线性电阻器来模拟。如果电压或电流值超过规定值,电阻器将因过热而不遵从欧姆定律,甚至还会被烧毁。线性电阻的工作电压与电流的关系如图1所示。电阻的种类很多,通常分为碳膜电阻,金属电阻,线绕电阻等:它又包含固定电阻与可变电阻,光敏电阻,压敏电阻,热敏电阻等。但不管电阻是什么种类,它都有一个基本的表示字母“R”。 电阻的单位用欧姆(Ω)表示。它包括?Ω(欧姆),KΩ(千欧),MΩ(兆欧)。其换算关系为: 1MΩ=1000KΩ ,1KΩ=1000Ω。 电阻的阻值标法通常有色环法,数字法。色环法在一般的的电阻上比较常见。由于手机电路中的电阻一般比较小,很少被标上阻值,即使有,一般也采用数字法,即: 101——表示100Ω的电阻;102——表示1KΩ的电阻;103——表示10KΩ的电阻;104——表示100KΩ的电阻;105——表示1MΩ的电阻;106——表示10MΩ的电阻。 如果一个电阻上标为223,则这个电阻为22KΩ。电阻在手机机板上一般的外观示意图如图5所示,其两端为银白色,中间大部分为黑色。