电子抗干扰元件(磁珠、TVS、共模扼流圈)的问题

    最近趁着买芯片的时候顺便弄了一大堆磁珠,50欧,100欧和200欧的,还有1206贴片的,仍然是50,100,200欧,想用在现在的ARM7系统中,结果取值方面实在是没经验,举棋不定了...
我的ARM7系统用的是ADuC7026芯片,内部频率是靠32.768K的晶振PLL了1275倍速度后到达的41.78M,那么整个电路的工作频率算是不低了吧,多少能吃到点“高频”干扰了...所以就需要加磁珠了,但也不想疯狂得加,因为据说加得多了电路板就可以拿来收听广播了(这个说法让人巨寒xx)
因为我的这块板是用在工控系统里的,所以要求较高的抗干扰能力...现在需要加磁珠的地方主要有:
(1)芯片电源入口,这个不知道有没有必要串进磁珠?比如这块ARM7有3处电源入口(IOVDD,VCC,AVCC)我是不是都要串磁珠呢?串多少的呢?
(2)芯片模拟电源的部分我串了磁珠,取值目前用200欧的,除了流过的电流允许外我也不知道和取值50欧的有什么区别...
(3)串口部分用了光耦隔离,通讯距离1米,DB9接口进来的RXD,TXD线我串了磁珠,也是200欧,同样莫名其妙
(4)模拟地和数字地之间我本来串了10uH的电感,现在想用磁珠代替了,不知道行不行...
(5)AD的采样通道(片内12位AD{zg}采样速率1M,那么有必要加磁珠么?取值?)
(6)DA的输出通道(片内的4路12位DA只用来输出控制电压信号,频率超级低,有没有必要加磁珠呢?取值又是如何呢?)
(7)和扩展板之间的总线扩展,用的是普通的排线,距离为15厘米,扩展线的输入输出口都为74LVC4245的5V侧信号,这里是否能加磁珠呢?还是加个小电阻?同样又是麻烦xx的取值问题..........
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另外关于TVS的问题~~现在我在系统中加了如下几处:
(1)电源入口,5V的我并联了个6V的TVS(单向400W),24V的并了个30V的(单向400W),5V和24V均为78系列线性稳压器的输出
(2)串口的RXD,TXD在DB9插座入口处各对地加了个15V的TVS(单向400W)。
对于TVS我还是有些云里雾里的...比如22V的TVS,我接了24V上去也没见它出什么事吧?那么这个22V指的到底是怎么回事呢?超过了该电压就会烧掉还是说该TVS进入什么奇怪的状态了??
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还有共模电感(共模扼流圈)的问题:
最近又接触到了这个严重破坏电路板美观的东西,但据说可以xx电源进线共模干扰,从原理上看就是两个电感...我就开始异想天开了...
(1)在ARM7系统中3.3V的VCC,本来是通过一个10uH的电感隔离出3.3V的AVCC的,同时也是用10uH的电感隔离出AGND,那么我用10毫亨的共模电感代替这2个电感会发生什么惊人的事么?
(2)在5V和24V的电源进线部分我是用100uF的钽电容和0.1uF的独石电容滤波的,这两组电源都是另一块板的7805和7824输出的,连接两块板的线有10厘米长,那么是否可以加个共模电感在ARM7板的电源入口处和上述两个电容一起滤波呢?
(3)电源板上的变压器输出部分9VAC~和24VAC~我各在它们输出位置加10毫亨的共模电感,是否可以起到一定滤波作用呢?有必要么?

    

    (1)芯片电源入口,这个不知道有没有必要串进磁珠?
  回答:必要性不大,{zh0}不加。
(2)芯片模拟电源的部分我串了磁珠,取值目前用200欧的,除了流过的电流允许外我也不知道和取值50欧的有什么区别...
  回答:其他的和电感量有关,如没有特殊要求,只要普通的磁珠就行。
(3)串口部分用了光耦隔离,通讯距离1米,DB9接口进来的RXD,TXD线我串了磁珠,也是200欧,同样莫名其妙
  回答:通讯部分在低速情况下可以加入磁珠,否则达到40K波特率就不能加入磁珠,因为磁珠会对数据的波形产生影响,高速情况下波形就不好了。通讯就无法实现。
(4)模拟地和数字地之间我本来串了10uH的电感,现在想用磁珠代替了,不知道行不行...
  回答:可以,两个地之间不要大的电感,否则可能有负面影响。
(5)AD的采样通道(片内12位AD{zg}采样速率1M,那么有必要加磁珠么?取值?)
  回答:没有必要。
(6)DA的输出通道(片内的4路12位DA只用来输出控制电压信号,频率超级低,有没有必要加磁珠呢?取值又是如何呢?)
  回答:没有必要。
(7)和扩展板之间的总线扩展,用的是普通的排线,距离为15厘米,扩展线的输入输出口都为74LVC4245的5V侧信号,这里是否能加磁珠呢?还是加个小电阻?同样又是麻烦xx的取值问题..........
  回答:不要加入磁珠,如果加入电阻可以为2欧以下的。
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另外关于TVS的问题~~现在我在系统中加了如下几处:
  回答:TVS超过数值应当在内部产生短路,你说的24V加到22V上没事。我倒是试过,如果加入更高的电压应当会发生短路现象。另外如果是为了抗干扰的话,{zh0}选择双向的TVS.
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还有共模电感(共模扼流圈)的问题:
最近又接触到了这个严重破坏电路板美观的东西,但据说可以xx电源进线共模干扰,从原理上看就是两个电感...我就开始异想天开了...
(1)在ARM7系统中3.3V的VCC,本来是通过一个10uH的电感隔离出3.3V的AVCC的,同时也是用10uH的电感隔离出AGND,那么我用10毫亨的共模电感代替这2个电感会发生什么惊人的事么?
  回答:{zh0}选择推荐的共模扼流圈,不要改变。
(2)在5V和24V的电源进线部分我是用100uF的钽电容和0.1uF的独石电容滤波的,这两组电源都是另一块板的7805和7824输出的,连接两块板的线有10厘米长,那么是否可以加个共模电感在ARM7板的电源入口处和上述两个电容一起滤波呢?
  回答:可以加入,不过选择用磁珠应当就可以了。
(3)电源板上的变压器输出部分9VAC~和24VAC~我各在它们输出位置加10毫亨的共模电感,是否可以起到一定滤波作用呢?有必要么?
  回答:可以加入。可以起到一定的滤波作用。不过一般共模扼流圈都是用到进线的电源端,如220V的输入端。

    

    

    

    

 电感跟磁珠应当说是两兄弟,很多人一直认为它们都是“通直阻交”,很容易混在一起。正所谓:一母生九子,九子各不同。其实电感和磁珠还是有很大区别的。
 电感的单位是享,型号也是用电感值来命名的,如:GZ2012-100指2012(0805)封装10uH的电感;磁珠的单位是欧,一般磁珠的型号都是用100MHz时的电阻值来命名的,需要注意的是这里是电阻值,而不是等效感抗。比如:JCB201209-301,是指2012(0805)封装100MHz时阻值为300欧的磁珠。
 磁珠本身理论上是耗能元件,电感理论上是不耗能的。这是两类元件理论上的{zd0}区别。电感的磁材是不封闭的,典型结构是磁棒,磁力线一部分通过磁材(磁棒),还有一部分是在空气中的;而磁珠的磁材是封闭的,典型结构是磁环,几乎所有磁力线都在磁环内,不会散发到空气中去。磁环中的磁场强度不断变化,会在磁材里感应出电流,选用高磁滞系数和低电阻率的磁材就能把这些高频能量转换成热能,进而消耗掉。而电感则相反,要选低磁滞系数和高电阻率的磁材,以尽可能的使电感在整个频带内呈现一致的电感值。所以,结构和磁材的差异决定了磁珠和电感的本质差异。
 电感主要应用在开关电源以及谐振、阻抗匹配及特殊滤波等场合,而磁珠主要用于防止辐射,对EMC的改善要远优于电感。
 磁珠把高频消耗掉了,而且没有对外的“磁泄漏”,而电感则因为磁材不封闭,会把大量的高频信号传到外部空间,引起EMI问题...

 

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