什么是终端电阻?
两个终端电阻的并联后的值应当基本等于传输线在通信频率上的特性阻抗。 高频信号传输时,信号波长相对传输线较短,信号在传输线终端会形成反射波,干扰源信号,所以需要再传输线末端加终端电阻,使信号到达传输线末端后不反射。
对于低频信号则不用。在长线信号传输时,一般为了避免信号的反射和回波,也需要再接收端接入终端匹配电阻。
其终端匹配电阻值取决于电缆的阻抗特性,与电缆的长度无关。RS-485/RS-422一般采用双绞线(屏蔽或非屏蔽)连接,终端电阻一般介于100-140欧姆之间,典型值为120欧姆。
在实际配置时,在电缆的两个终端节点上,即最近端和最远端,各接入一个终端电阻,而处于中间部分的节点则不能接入终端电阻,否则将导致通讯出错。 终端电阻的作用: 终端电阻是为了消除在通信电缆中的信号反射。
在通信过程中,有两种原因导致信号反射:阻抗不连续和阻抗不匹配。阻抗不连接,信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很小甚至没有,信号在这个地方就好引起反射。
这种信号反射的原理,与光从一种媒质要引起反射是很相似的。消除这种反射的方法,就必须在电缆的末端跨接一个与电缆的特性阻抗同样大小的终端电阻,使电缆的阻抗连续。
由于信号在电缆上的传输是双向的,因此,在通讯电缆的另一端可跨接一个同样大小的终端电阻。引起信号反射的另个原因是数据收发器与传输电缆之间的阻抗不匹配。
这种原因引起的反射,主要表现在通讯线路在空闲方式时,整个网络数据混乱。要减弱反射信号对通讯线路的影响,通常采用噪声抑制和加偏置电阻的方法。
在实际应用中,对于比较小的反射信号,为简单方便,经常采用加偏置电阻的方法。 总的来说,终端电阻是主要作用是一下两点: 1. 阻抗匹配,匹配信号源和传输线之间的阻抗,极少反射,避免振荡。
2. 减少噪声,降低辐射,防止过冲。在串联应用情况下,串联的终端电阻和信号线的分布电容以及后级的输入电容组成RC滤波器,消弱信号边沿的陡峭程度,防止过冲。
磁珠在PCB电路设计中的选用 磁珠的单位是欧姆,而不是亨特。因为磁珠的单位是按照它在某一频率产生的阻抗来标称的,阻抗的单位也是欧姆。
磁珠上一般会提供频率和阻抗的特性曲线图,一般以100MHz韦标准,比如100MHz@100MHz,意思就是在100MHz频率的时候磁珠的阻抗相当于600欧姆。 普通滤波器是由无损耗的电抗元件构成的,它在线路中的作用是将组带频率反射回信号源,所以又叫反射滤波器。
当反射滤波器与信号源阻抗不匹配时,就会有一部分的能力被反射回信号源,造成干扰电平的增强。为解决这一弊端,可以在滤波器的进线上使用铁样磁环或磁珠套,利用磁环或磁珠对高频信号的涡流损耗,把高频成分转化为热损耗。
因此磁环和磁珠实际上对高频成分起吸收作用,所以有时也称为吸收滤波器。 不同的铁氧体抑制元件,有不同的最佳抑制频率范围 通常磁导率越高,抑制的频率就越低。
铁氧体的体积越大,抑制效果越好。在体积一定时,长而细的形状比短而粗的抑制效果好,内径越小抑制的效果越好。
但是有直流或交流偏流的情况下,还存在铁氧体饱和的问题,抑制元件横截面越大,越不易饱和,可承受的偏流越大。EM吸收磁环/磁珠抑制差模干扰时,通过他的电流值正比与于体积,两者失调造成饱和,降低了元件的性能,抑制共模干扰时,将电源的两根线(正负)同事穿过一个磁环,有效信号为差模信号,EMI吸收磁环/磁珠对此没有任何影响,而对于共模信号则会表现出较大的电感量。
此磁环的使用中还有一个较好的方法是让穿过的磁环的导线反复绕几下,以增强电感量。可以根据它对电磁干扰的抑制原理,合理使用它的抑制作用。
铁氧提体抑制元件应当安装在靠近干扰源的地方 对于输入/输出电路,应尽量靠近屏蔽壳的进出口处。对于铁氧体磁和磁珠构成的吸收滤波器,除了应选用高导磁的有秏材料外,还要注意他的应用场合。
他们在线路中对高频成分所呈现的电阻大约是十至几百欧姆,因此它在高阻抗电路中的作用并不明显,相反,在低阻抗电路(如功率分配,电源分配或射频电路)中使用将非常有效。 结论:由于铁氧体可以在衰减高频同时让较低频几乎无阻碍的通过,故在PCB板上,可加在DC/DC模块,数据线,电源线等处。
它吸收所在线路上高频干扰信号,但却不会在系统中产生新的零极点,不会破坏系统的稳定性。它与电源滤波器配合使用,可很好的补充滤波器高频端性能的不足,改善系统中滤波特性。
磁珠专用于抑制信号线,电源线上的高频噪声和尖峰干扰,还具有吸收静脉冲的能力。磁珠是用来吸收超高频信号,像一些RF电路,PLL,振荡电路,含超高频储存器电路等都需要在电源输入部分加磁珠,而电感是一种蓄能元件,用在LC振荡电路中低频的滤波器等,其应用品牌范围很少超过错。
磁珠的功能主要是消除存在于传输线结构中的噪声,RF能量是叠加在直流传输电平上的交流正弦波成分,直流成分是需要有用信号,而射频RF能量却是无用的电磁干扰沿着线路传输和辐射。要消除这些不需要的信号能量,使片式磁珠扮演高频电阻的角色,该器件允许直流信号通过,而滤除交流信号。
通过高频信号为30赫兹以上,然而,低频信号也会收到片式磁珠的影响。 片式磁珠:由软磁铁氧体材料组成,构成高体积电阻率的独石结构。
涡流损耗同铁氧体材料的电阻率成反比。涡流损耗随信号频率的平方成正比。
使用片式磁珠的好处:小型化和轻量化,在射频噪声频率范围内具有高阻抗,消除传输线中的电磁干扰。闭合磁路结构,更好的消除信号的串绕。
极好的磁屏蔽结构。降低直流电阻。
以免对有用信号产生过大的衰减。显著的高频特性和阻抗特性(更好的消除RF能量)。
在高频放大电路中消除寄生振荡。有效的工作在几个赫兹到几百赫兹的频率范围内。
要正确选择磁珠,必须注意一下几点: 1. 不需要的信号的频率的范围为多少? 2. 噪声源是谁? 3. 需要多大的噪声衰减。 4. 环境条件是什么(温度,直流电压。
结构强度) 5. 电路和负责阻抗是多少 6. 是否有空间在PCB板上放置磁珠 前三条通过观察磁珠的阻抗频率曲线可以判断。在阻抗曲线中三条曲线都非常重要,即电阻,感抗和总阻抗。
总阻抗通过这一曲线,选择在希望衰减噪声的频率范围内具有最大阻抗而在低频和直流下信号衰减尽量小的磁珠型号。片式磁珠在过大的直流电压下,阻抗特性会受到影响,另外,如果工作温度升高,或者外部磁场过大,磁珠的阻抗都会受到不利的影响。
使片式磁珠和片式电感的原因:是使用片式磁珠还是片式电感主要还是在于应用。在谐振电路中需要使用片式电感。
而需要消除不需要的噪声时,使用片式磁珠是最佳的选择。片式磁珠和片式电感的应用场合: 片式电感:射频和无线通讯,信息技术设备,雷达检波器,汽车,蜂窝电话,寻呼机,音频设备,个人数字助理),无线遥控系统以及抵押供电模块等。
片式磁珠:时钟发生短路,模拟电路和数字电路之间的滤波,输入/输出内部连接器(比如串口,并口,键盘。鼠标,长途电信,本地局域网),射频电路易受干扰的逻辑设备之间,供电电路中滤除高频传导干扰,计算机,录像,电视系统和手提电话中的噪声抑制。
