Free Trials

Download a free trial to find out which Altium software best suits your needs

How to Buy

Contact your local sales office to get started on improving your design environment

Downloads

Download the latest in PCB design and EDA software

  • PCB DESIGN SOFTWARE
  • Altium Designer

    Complete Environment for Schematic + Layout

  • CircuitStudio

    Entry Level, Professional PCB Design Tool

  • CircuitMaker

    Community Based PCB Design Tool

  • NEXUS

    Agile PCB Design For Teams

  • CLOUD PLATFORM
  • Altium 365

    Connecting PCB Design to the Manufacturing Floor

  • COMPONENT MANAGEMENT
  • Altium Concord Pro

    Complete Solution for Library Management

  • Octopart

    Extensive, Easy-to-Use Component Database

  • PRODUCT EXTENSIONS
  • PDN Analyzer

    Natural and Effortless Power Distribution Network Analysis

  • See All Extensions
  • EMBEDDED
  • TASKING

    World-Renowned Technology for Embedded Systems Development

  • TRAININGS
  • Live Courses

    Learn best practices with instructional training available worldwide

  • On-Demand Courses

    Gain comprehensive knowledge without leaving your home or office

  • ONLINE VIEWER
  • Altium 365 Viewer

    View & Share electronic designs in your browser

  • Altium Designer 20

    The most powerful, modern and easy-to-use PCB design tool for professional use

    ALTIUMLIVE

    Annual PCB Design Summit

    • Forum

      Where Altium users and enthusiasts can interact with each other

    • Blog

      Our blog about things that interest us and hopefully you too

    • Ideas

      Submit ideas and vote for new features you want in Altium tools

    • Bug Crunch

      Help make the software better by submitting bugs and voting on what's important

    • Wall

      A stream of events on AltiumLive you follow by participating in or subscribing to

    • Beta Program

      Information about participating in our Beta program and getting early access to Altium tools

    All Resources

    Explore the latest content from blog posts to social media and technical white papers gathered together for your convenience

    Downloads

    Take a look at what download options are available to best suit your needs

    How to Buy

    Contact your local sales office to get started improving your design environment

    • Training & Events

      View the schedule and register for training events all around the world and online

    • Design Content

      Browse our vast library of free design content including components, templates and reference designs

    • Webinars

      Attend a live webinar online or get instant access to our on demand series of webinars

    • Support

      Get your questions answered with our variety of direct support and self-service options

    • Technical Papers

      Stay up to date with the latest technology and industry trends with our complete collection of technical white papers.

    Jak wykorzystać rdzeń ferrytowy w projektach w celu redukcji EMI?

    Altium Designer
    |  July 6, 2017
    Jak wykorzystać rdzeń ferrytowy w projektach w celu redukcji EMI?

    Często słyszymy porównania czegoś skomplikowanego do fizyki kwantowej. No dalej, mały Jasiu, przecież znasz tabliczkę mnożenia – to nie fizyka kwantowa. Uważam, że obecnie określenie fizyka kwantowa powinna być zastąpione zakłóceniem elektromagnetycznym (EMI). Jest to jedna z tych rzeczy, której wielu z nas nie może w pełni zrozumieć. Właśnie dlatego piszę na takie tematy, jak prawidłowe uziemienie, obwody AC/DC, szybkie trasowanie, i trasowanie par różnicowych. Następna na liście jest redukcja zakłóceń elektromagnetycznych za pomocą rdzeni ferrytowych. Może to być nieco trudne zagadnienie, dlatego najpierw trzeba zrozumieć je pod kątem teoretycznym. Większość komponentów elektrycznych działa na zasadzie plug and play, jednak ferryty muszą być zaprojektowane w Twoim systemie. Jeśli znasz ich teorię, czas przejść do zastosowań praktycznych, takich jak filtry LC, separacja płaszczyzny uziemienia i zasilania oraz filtracja źródła szumu. 

    Zarejestruj się i wypróbuj Altium Designer® 19 już dzisiaj.

    Filtry ferrytowe LC 

    Projektanci często ulegają pokusie traktowania rdzeni ferrytowych jako filtrów dolnoprzepustowych. Blokują one wysokie częstotliwości, jednak tylko w określonym paśmie. Powyżej tego pasma na prowadzenie wychodzi częstotliwość pojemnościowa. Sam rdzeń nie jest w stanie pełnić funkcji filtra dolnoprzepustowego, ale staje się to możliwe podczas jego połączenia z kondensatorem obejściowym. W ten sposób powstaje coś, co zasadniczo nazywa się filtrem LC (opornika i kondensatora). Jednym z głównych problemów, na które należy zwrócić uwagę przy określaniu sposobu używania takich rdzeni ferrytowych, jest rezonans LC.

    Po pierwsze: jeśli używasz rdzenia ferrytowego w linii zasilania Twojego obwodu, potrzebujesz kondensatora obejściowego. Przy niskich częstotliwościach rdzenie ferrytowe działają jak cewki indukcyjne, które przeciwstawiają się zmianom prądu. Oznacza to, że jeśli Twój układ scalony spróbuje doprowadzić do przepięcia, rdzeń będzie mu się opierał i może utrudnić działanie układu. Kondensator obejściowy jest potrzebny w celu gromadzenia ładunku, który może zapewnić tego typu wzrost natężenia prądu. Kondensatory obejściowe są też ogólnie dobrym pomysłem.

    Gdy kondensator i materiał ferrytowy będą już znajdować się na swoim miejscu, możesz rozpocząć filtrowanie wysokich częstotliwości. Rdzeń ferrytowy ma kilka zalet względem normalnego induktora stosowanego w filtrze LC. Rdzenie ferrytowe dadzą Ci bardziej stromy roll-off przy niższych częstotliwościach. Wykazują też pewną oporność wewnętrzną, która pomaga tłumić możliwą częstotliwość rezonansową. Chociaż w pewnym stopniu posiadają one zdolność tłumienia, rezonans LC wciąż może występować. Szczególnie duże ryzyko istnieje przy stosowaniu większych kondensatorów. Jeśli naprawdę chcesz użyć większego kondensatora, możesz zmniejszyć to ryzyko, dodając dodatkowy rezonans tłumienia lub ograniczania w inny sposób. Jeśli rezonans wystąpi, może on skutkować wzrostem do 10 dB. Należy więc poświęcić trochę czasu na zaprojektowanie filtra w celu uniknięcia go.

    oil filter

    Filtruj swoje sygnały za pomocą rdzenia ferrytowego i kondensatora obejściowego. 

    Połączenie płaszczyzny uziemienia/zasilania o mieszanych sygnałach

    Jedna z głównych tras, przez które zakłócenia elektromagnetyczne (EMI) mogą się rozpowszechniać, przebiega przez płaszczyznę uziemienia i zasilania. Jest to szczególnie powszechne zjawisko w mieszanych obwodach sygnałowych, w których impedancja pojedynczej płaszczyzny uziemienia/zasilania jest wykorzystywana zarówno do sygnałów analogowych, jak i cyfrowych. Dlatego też najlepiej jest mieć odseparowane płaszczyzny uziemienia/zasilania, jednak uziemienie wciąż musi odnosić się do tego samego napięcia względnego. Te problemy stwarzają spory dylemat, który jest w stanie rozwiązać rdzeń ferrytowy.

    Rdzenie ferrytowe mogą być używane do łączenia oddzielnych analogowych i cyfrowych płaszczyzn uziemienia/zasilania. W tej konfiguracji obie płaszczyzny odnoszą się do tego samego napięcia, ale są od siebie odizolowane. Starannie dobrany rdzeń może blokować szum, który w innym przypadku byłby transferowany bezpośrednio z jednej płaszczyzny do drugiej. Nie każdy obwód powinien używać oddzielnych płaszczyzn uziemienia połączonych rdzeniem ferrytowym – sprawdź, czy ta struktura jest dla ciebie najlepsza, zanim zdecydujesz się jej użyć. 

    Ogólne filtrowanie szumu

    Płaszczyzny uziemienia i zasiniania nie są jedynymi częściami obwodu, w przypadku których występują problemy z szumem. Mogą one również dochodzić z komponentów cyfrowych, konwertera DC/DC lub liniii zasilającej. Rdzenie ferrytowe mogą pomóc w odfiltrowaniu szumu ze wszystkich tych źródeł.

    W przypadku hałaśliwych komponentów możesz wykorzystać rdzenie ferrytowe, aby odizolować jak najwięcej z nich. Prawdopodobnie będziesz używać kondensatorów obejściowych dla każdego ze swoich cyfrowych układów scalonych, więc dodanie rdzeni ferrytowych utworzy wspomniany filtr LC. Tego typu filtr tłumi szum dochodzący z podzespołów i pomaga utrzymać obwód z dala od zakłóceń elektromagnetycznych (EMI).

    Niektóre obwody analogowe są zasilane przez konwerter DC/DC. Możesz obawiać się, że te źródła zasilania zaczną dostarczać szum do systemu, ale prawdopodobnie nie przejmujesz się wysyłaniem szumu przez chipy analogowe. W takim przypadku możesz umieścić rdzeń ferrytowy w jednej linii z konwerterem DC/DC i odizolować swój obwód analogowy od zakłóceń elektromagnetycznych (EMI) na szynie zasilania. 

    Thick 50 ohm coaxial cable and ferrite latch

    Ferryty są często używane do filtrowania przychodzącej mocy.

    Może też niepokoić cię szum pochodzący spoza Twojej płyty. Często zakłócenia elektromagnetyczne (EMI) trafiają do płyty PCB poprzez początkowe źródło zasilania. Rdzenie ferrytowe doskonale sprawdzają się do filtrowania tego rodzaju szumu o wysokiej częstotliwości. Jest to właściwie ich najczęstsze zastosowanie.

    Niezależnie od tego, cz Twoje płyty PCB mają być wystrzelone w kosmos, czy zostają na naszej skromnej Ziemi, i tak należy je zabezpieczyć przed zakłóceniami elektromagnetycznymi (EMI). Rdzenie ferrytowe są w stanie to zrobić – albo poprzez tłumienie określonego pasma wysokich częstotliwości, albo poprzez pełnienie funkcji filtra LC w połączeniu z ceramicznym kondensatorem obejściowym. Jeśli zamierzasz użyć rdzenia w filtrze LC, pamiętaj o rezonansie LC. Możesz też wykorzystać rdzenie ferrytowe do odseparowania płaszczyzn uziemienia i zasilania w obwodach o mieszanym sygnale i ogólnie odfiltrować szum.

    Teraz, gdy już wiesz, jak wykorzystywać rdzenie ferrytowe do redukcji zakłóceń elektromagnetycznych (EMI) w swoim obwodzie, czas zaprojektować własną płytkę. Odpowiednie oprogramowanie do projektowania płyt PCB, takie jak Altium Designer, pomoże Ci wdrożyć wiedzę teoretyczną z zakresu unikania szumu w życie. Altium Designer posiada szeroki wachlarz zaawansowanych narzędzi i dokumentacji, aby przygotować Cię na wszystko, co pojawi się na Twojej drodze.

    Masz więcej pytań na temat zakłóceń elektromagnetycznych (EMI)? Skontaktuj się z ekspertem Altium.

    Sprawdź Altium Designer w akcji...

    Solidny projekt PCB 

    About Author

    About Author

    PCB Design Tools for Electronics Design and DFM. Information for EDA Leaders.

    most recent articles

    Back to Home