噪聲對策的基礎——噪聲濾片狀鐵氧體磁珠
噪聲對策的基礎知識
這次要為大家介紹的是具有代表性的噪聲對策元件。首先是片狀鐵氧體磁珠，這是一種將鐵氧體磁珠電感器加工成SMD（表面貼片式）形狀的產(chǎn)品。
鐵氧體磁珠是一種將導線穿過鐵氧體的元器件
圖1是引線型鐵氧體磁珠電感器的外觀示例。它的結(jié)構很簡單，導線從鐵氧體中貫穿而過。雖然不像一般的線圈那樣纏繞而成，但當電流穿過導線時會在磁芯中產(chǎn)生磁感應，因此鐵氧體磁珠就起到了電感器的作用。此外，由于鐵氧體材料在高頻下?lián)p耗較大，因此高頻中的電流能在鐵氧體中得到過濾，從而能夠有效吸收噪聲。
片狀鐵氧體磁珠通過疊層而形成了電感器的構造
片狀鐵氧體磁珠就是將鐵氧體磁芯電感器做成貼片式的產(chǎn)品，圖2是其最具代表性的結(jié)構。通過在鐵氧體層之間組成導體線圈，并經(jīng)過一體化加工煅燒后實現(xiàn)了立體的線圈結(jié)構。
除了片狀以外，還通過將內(nèi)部加工成線圈結(jié)構，獲得了比起僅僅由一根導線通過的引線型磁珠電感器更大的阻抗值。（實際也存在采用了僅有導線通過這一結(jié)構的片狀鐵氧體磁珠）。這一結(jié)構基本上與片狀疊層電感器相同，但與電感器的不同之處在于鐵氧體材料更適合于噪聲對策。圖3是片狀鐵氧體磁珠阻抗頻率特性的例子。從圖中可以看出，與電感器基本相同，它的阻抗也是隨著頻率的上升而增大，將其串聯(lián)在電路中可以起到低頻濾波器的作用。在普通電感器的阻抗值（Z）里，主要是電抗成分（X），而片狀磁珠則由于采用了高頻范圍損耗較大的鐵氧體材料，因此高頻段中主要是電阻成分（R）。由于電抗成分不會損耗而電阻成分會出現(xiàn)損耗，因此片狀磁珠比起一般的電感器來說其吸收噪聲能量的性能更好，噪聲抑制的效果也更好。
根據(jù)用途可選擇不同的阻抗曲線
一般來說，片狀鐵氧體磁珠是以100MHz的阻抗值來決定其規(guī)格的。但與此同時，也存在著諸多擁有相同阻抗值的不同產(chǎn)品，這是因為它們的曲線形狀各不相同。圖4所示的就是其中一例。BLM18AG601SN1與BLM18BD601SN1都是100MHz阻抗值為600Ω的片狀鐵氧體磁珠，但從它們的阻抗波形可以看出，與BLM18AG601SN1較為平穩(wěn)上升的曲線相比，BLM18BD601SN1的曲線則呈急速上升的趨勢。
由于上升曲線較為平穩(wěn)的片狀鐵氧體磁珠低頻范圍阻抗就開始增加，因此可以從低頻到高頻的較大范圍內(nèi)抑制噪音，但當信號頻率較高時，則可能會出現(xiàn)信號頻率也同時衰減的情況。與此相比，曲線呈急速上升趨勢的磁珠則因為阻抗僅在高頻范圍內(nèi)增加，因此在高頻區(qū)域能夠在不對信號造成影響的情況下實現(xiàn)噪聲抑制。由此可見，在選擇片狀鐵氧體磁珠時應根據(jù)信號的頻率以及想要抑制的噪聲頻率來進行考慮。
通過對內(nèi)部結(jié)構的改進來改善高頻段的阻抗
通過前記圖3中介紹的片狀鐵氧體磁珠阻抗頻率特性可以看出，阻抗值以400-500MHz范圍為界開始減少。這是由于片狀磁珠的結(jié)構所帶來的影響。一般來說，電感器的阻抗會隨著頻率的上升而逐步增大。然而，如圖5所示，普通的片狀鐵氧體磁珠內(nèi)部在繞線始端（入口）和終端（出口）附近會存在相互較為接近的部位。由于這個部分會發(fā)生靜電耦合（存在一個微型電容的狀態(tài)），高頻電流通過這里時會出現(xiàn)不容易受電感器阻抗影響的情況。由于頻率越高，靜電耦合部分越容易通過，因此頻率越高所顯示的阻抗也就越低。
為了解決這一問題，就需要對繞線始端與終端接近這一構造進行改善。圖6就是為了改善高頻特性而對片狀鐵氧體磁珠的內(nèi)部結(jié)構進行了調(diào)整的一例。通常，片狀鐵氧體磁珠的導體線圈的軸是垂直方向的（也就是縱向繞線），而改良了高頻特性的磁珠的導體線圈的軸則是水平方向的。通過這一改動，增大了線圈繞線始端與終端之間的距離，阻抗開始減少的起始頻率就得到了大幅度提高。
除上述以外，片狀鐵氧體磁珠還有大電流型、小型化等各種不同的規(guī)格，用戶可以從中選擇最適合自己用途的產(chǎn)品。
文章來源：村田制作所官網(wǎng) 擔當：村田制作所 元器件事業(yè)本部 銷售推進企劃部 三屋 康宏
編輯：admin 最后修改時間：2017-12-13
