此电路上的铁氧体磁珠电感器的目的是什么?


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我正在研究AVR450应用笔记-SLA,NiCd,NiMH和锂离子电池的电池充电器中描述的模拟参考电压电路,其原理图如下(从第38页复制)。

模拟电压参考原理图

第40页的示意图显示了使用模拟参考电路的充电器的MCU连接(下图)。用红色标记的是一个组件(BLM-21),其符号看起来像一个电感器,但我不确定它到底是什么。

铁氧体磁珠电感器

我在网上发现它似乎是铁氧体磁珠电感器

我的问题是:

  1. 上述电路中该组件的目的是什么?在我看来,它可能是带有C9的LC滤波器的一部分。是吗

  2. 如果我忽略它会怎样?


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去耦和EMC。
伊格纳西奥·巴斯克斯

1
您确实注意到铁氧体连接到AVCC而不是连接到AREF,对吗?
Photon

@ThePhoton是的,我确实注意到了。我是说还是暗指?
里卡多

1
您的标题询问“参考电路”中的铁氧体。
Photon

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一个相关的“旁听”:该应用笔记乍一看看上去不错,但是如果使用它,则必须独立地验证算法和决策。例如,他们建议对于12V电池,SLA可以安全地以2.2V / cell无限浮动= 13.2V浮动。这比“当前接收的真相”所建议的电压低0.5V,并且“小的”差异可以对电池寿命产生巨大的影响。
罗素·麦克马洪

Answers:


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是的,它基本上是芯片上的模拟Vdd(带有C9)的低通LC(或RC高频)滤波器的一部分。对于直流而言,铁氧体磁珠的作用非常低(<1欧姆),对于低射频频率,铁氧体磁珠的作用(几个uH),对于100MHz范围的频率,它们的作用类似于电阻(数百欧姆至1K或更高)。

铁氧体磁珠通常在电阻区域(相对高的频率-通常为100MHz)中以欧姆为单位指定,在这些区域中,铁氧体磁珠的损耗非常大,但在较低的频率处具有感应区域。请注意,使用这种电路时必须注意,电源中固有的噪声不会在高Q时与铁氧体和电容器产生谐振,否则磁珠实际上可能会在电源轨上产生更多的噪声。在这里可以找到有关珠子的很好的参考。如果SMPS噪声(或具有谐波)接近共振,并且随负载或输入电压或温度的变化而发生共振,则这种事情会引起各种痛苦。

http://www.digikey.ca/Web%20Export/Supplier%20Content/TDK_445/PDF/TDK_InCompliance_Aug2010.pdf?redirected=1

如果您简单地忽略它,则由于Avcc没有电源,芯片将无法正常工作。如果将其替换为短接芯片,则该芯片将正常运行,但是ADC读数可能会出现较高的噪声,并且可能会对模拟性能产生其他细微影响。

R33可能被认为可以在模拟接地中允许使用铁氧体磁珠(通常不是一个好主意),也可以将其用作网状连接以在模拟接地网和地面之间建立单点连接。


+1感谢您扩大答案(与往常一样出色)和链接!我会读。
里卡多

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铁氧体磁珠充当高频噪声滤波器。磁珠的制造方法是,一定范围的频率(通常是非常高的频率)将激发磁珠内的电流,并最终以热量消散,从而有效地从那些频率的噪声中窃取能量。铁氧体磁心是您在连接到计算机和电视的大多数电缆上看到的。它们是空心圆柱体,缠绕在电缆的外部以抑制噪声。

在此处输入图片说明

电路上的铁氧体磁珠包含在芯片中,并与线路串联放置,其作用类似于电感器。但是制造商通常不会以亨利给出等效的电感值。相反,他们提供了一个图表,显示了在各种频率下磁珠的等效阻抗。

例如,电路中BLM-21系列的铁氧体磁珠的阻抗与频率关系图如下所示:

在此处输入图片说明

如果您希望承受20MHz至1GHz的EMI,则可以选择这些磁珠之一。

该电路的作者显然想使MCU的模拟电路上的噪声最小。去除铁氧体磁珠(并使AVCC与VCC短路)可能会或可能不会导致模拟外设出现误差,具体取决于那些频率中的噪声是否普遍。


+1好答案,谢谢!我想知道数据表上的所有这些图表到底是做什么的。
里卡多

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正如Spehro指出的那样,如果您去除铁氧体磁珠,则需要用短路/跳线/零欧姆电阻或其他非常低欧姆的电阻替换,否则AVCC会开路
KyranF 2014年

1
@KyranF,当然。我将编辑我的答案,以明确声明而不是假设它。
丹·拉克斯

OP对此网站提出了一个具体的问题,现在可能还可以,这里有一些详细的答案。但是出于历史原因,也许这是个好主意
KyranF 2014年
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