Các kỹ sư điện tử thường phải đối mặt với một tình huống khó hiểu: các mạch lọc được thiết kế cẩn thận nhằm loại bỏ tiếng ồn đôi khi kết thúc bằng việc khuếch đại nhiễu.Tội nhân thường là hạt ferrite dường như không quan trọngLà một thành phần ngăn chặn nhiễu điện từ (EMI) phổ biến, hạt ferrite đóng một vai trò quan trọng trong thiết kế mạch.Không hiểu đầy đủ về đặc điểm của chúng hoặc áp dụng không đúng có thể dẫn đến kết quả phản tác dụng.

Các hạt Ferrite không phải là chất cảm ứng lý tưởng. Hành vi của chúng có thể được mô phỏng bằng cách sử dụng mô hình mạch song song chuỗi RLC đơn giản hóa có chứa các thành phần chính sau:

• RDC:Kháng DC, đại diện cho tổn thất DC của hạt
• LBEAD:Giá trị cảm ứng, yếu tố chính trong ức chế tiếng ồn tần số cao
• CPAR:Năng lượng ký sinh ảnh hưởng đến hiệu suất ở tần số cao
• RAC:Kháng AC đại diện cho sự mất mát vật liệu lõi

Các hạt Ferrite thể hiện các đặc điểm trở ngại phụ thuộc tần số thường được mô tả bởi các đường cong ZRX, biểu đồ trở ngại (Z), kháng (R) và phản ứng (X) so với tần số.Phản ứng có thể được chia thành ba khu vực:

• Khu vực cảm ứng:Ở tần số thấp, hạt hoạt động chủ yếu như một inductor
• Khu vực kháng:Ở tần số trung bình, kháng cự chiếm ưu thế, hiệu quả chuyển đổi tiếng ồn thành nhiệt
• Khu vực có dung lượng:Ở tần số cao, công suất ký sinh trùng trở nên đáng kể

Phân tích đường cong ZRX của hạt ferrite đa lớp này tiết lộ các thông số chính:

• Khả năng dẫn điện (LBEAD): ≈1,208 μH ở 30,7 MHz
• Năng lượng ký sinh trùng (CPAR): ≈1.678 pF ở 803 MHz
• Kháng điện đồng (RDC): 300 mΩ
• Kháng AC (RAC): ≈1,082 kΩ

Trong các ứng dụng lọc điện, hạt ferrite thường mang dòng bias DC đáng kể, ảnh hưởng đáng kể đến đặc điểm cảm ứng và trở kháng của chúng:

• Khả năng dẫn điện có thể giảm tới 90% ở mức 50% dòng điện định giá
• Để lọc hiệu quả, dòng điện hoạt động không nên vượt quá 20% giá trị định số
• Các đường cong trở lại cho thấy giảm rõ rệt với sự thiên vị DC gia tăng

Khi được sử dụng với tụ điện tách, hạt ferrite có thể tạo ra đỉnh cộng hưởng khuếch đại thay vì ức chế tiếng ồn.Điều này xảy ra khi tần số cộng hưởng LC của bộ lọc hạt-capacitor giảm xuống dưới tần số chéo của hạt, tạo ra một hệ thống kém.

Các bộ lọc hạt ferrite không thấm có thể tạo ra 10-15 dB đỉnh, đặc biệt là vấn đề khi trùng với tần số điều chỉnh chuyển đổi.những đỉnh có thể tạo ra tiếng ồn bổ sung gây ra crossstalk trong các thành phần nhạy cảm.

Ba phương pháp giảm áp hiệu quả:

• Phương pháp A:Thêm series kháng trong đường dẫn capacitor tách
• Phương pháp B:Song song với hạt với một kháng cự nhỏ
• Phương pháp C:Thêm một tụ lớn (CDAMP) và kháng cự giảm bớt hàng loạt (RDAMP) - thường là giải pháp tối ưu

Phương pháp C cung cấp giải pháp thanh lịch nhất bằng cách sử dụng một tụ điện gốm theo chuỗi với một điện trở, tránh tiêu hao năng lượng quá mức trong khi ngăn chặn hiệu quả cộng hưởng.Cách tiếp cận này đã giảm 10 dB tăng lên 5 dB suy giảm trong các trường hợp thử nghiệm.

Việc áp dụng đúng đắn các hạt ferrite đòi hỏi phải xem xét cẩn thận các đặc điểm của chúng trong điều kiện hoạt động thực tế.Các nhà thiết kế phải tính đến các hiệu ứng thiên vị DC và các vấn đề cộng hưởng tiềm năng khi kết hợp hạt với tụy táchCác phương pháp dập tắt được trình bày cung cấp các giải pháp thực tế để tránh khuếch đại tiếng ồn không mong muốn.làm cho hạt ferrite một giải pháp hiệu quả và kinh tế để giảm tiếng ồn tần số cao khi được sử dụng đúng cách.