噪聲對(duì)策的基礎(chǔ)——噪聲濾片狀鐵氧體磁珠
噪聲對(duì)策的基礎(chǔ)知識(shí)
這次要為大家介紹的是具有代表性的噪聲對(duì)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(dǎo)線穿過(guò)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(gòu)很簡(jiǎn)單，導(dǎo)線從鐵氧體中貫穿而過(guò)。雖然不像一般的線圈那樣纏繞而成，但當(dāng)電流穿過(guò)導(dǎo)線時(shí)會(huì)在磁芯中產(chǎn)生磁感應(yīng)，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(guò)濾，從而能夠有效吸收噪聲。
片狀鐵氧體磁珠通過(guò)疊層而形成了電感器的構(gòu)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(gòu)。通過(guò)在鐵氧體層之間組成導(dǎo)體線圈，并經(jīng)過(guò)一體化加工煅燒后實(shí)現(xiàn)了立體的線圈結(jié)構(gòu)。
除了片狀以外，還通過(guò)將內(nèi)部加工成線圈結(jié)構(gòu)，獲得了比起僅僅由一根導(dǎo)線通過(guò)的引線型磁珠電感器更大的阻抗值。（實(shí)際也存在采用了僅有導(dǎo)線通過(guò)這一結(jié)構(gòu)的片狀鐵氧體磁珠）。這一結(jié)構(gòu)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(duì)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(huì)損耗而電阻成分會(huì)出現(xiàn)損耗，因此片狀磁珠比起一般的電感器來(lái)說(shuō)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(lái)說(shuō)，片狀鐵氧體磁珠是以100MHz的阻抗值來(lái)決定其規(guī)格的。但與此同時(shí)，也存在著諸多擁有相同阻抗值的不同產(chǎn)品，這是因?yàn)樗鼈兊那形狀各不相同。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(shì)。
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(kāi)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(dāng)信號(hào)頻率較高時(shí)，則可能會(huì)出現(xiàn)信號(hào)頻率也同時(shí)衰減的情況。與此相比，曲線呈急速上升趨勢(shì)的磁珠則因?yàn)樽杩箖H在高頻范圍內(nèi)增加，因此在高頻區(qū)域能夠在不對(duì)信號(hào)造成影響的情況下實(shí)現(xiàn)噪聲抑制。由此可見(jiàn)，在選擇片狀鐵氧體磁珠時(shí)應(yīng)根據(jù)信號(hào)的頻率以及想要抑制的噪聲頻率來(lái)進(jìn)行考慮。
通過(guò)對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改進(jìn)來(lái)改善高頻段的阻抗
通過(guò)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(kāi)始減少。這是由于片狀磁珠的結(jié)構(gòu)所帶來(lái)的影響。一般來(lái)說(shuō)，電感器的阻抗會(huì)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(huì)存在相互較為接近的部位。由于這個(gè)部分會(huì)發(fā)生靜電耦合（存在一個(gè)微型電容的狀態(tài)），高頻電流通過(guò)這里時(shí)會(huì)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(guò)，因此頻率越高所顯示的阻抗也就越低。
為了解決這一問(wèn)題，就需要對(duì)繞線始端與終端接近這一構(gòu)造進(jìn)行改善。圖6就是為了改善高頻特性而對(duì)片狀鐵氧體磁珠的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)整的一例。通常，片狀鐵氧體磁珠的導(dǎo)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(dǎo)體線圈的軸則是水平方向的。通過(guò)這一改動(dòng)，增大了線圈繞線始端與終端之間的距離，阻抗開(kāi)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(lái)源：村田制作所官網(wǎng) 擔(dān)當(dāng)：村田制作所 元器件事業(yè)本部 銷售推進(jìn)企劃部 三屋 康宏
編輯：admin 最后修改時(shí)間：2017-12-13
