您好, 歡迎來到化工儀器網(wǎng)
如何為射頻電路選擇合適的電感
在手機、RFID,、測試設(shè)備,、GPS、雷達,、Wi-Fi以及衛(wèi)星無線電等應(yīng)用的高頻模擬電路和信號處理中,，電感是zui重要的元件之一。通常,，它可以承擔(dān)的幾項主要功能包括電路調(diào)諧,、阻抗匹配、高通和低通濾波器,，還可以用作RF扼流圈,。選擇在設(shè)計中使用RF電感的電子工程師有多種選擇。為了簡化這種選擇,，本文將討論電感元件的各種類型及其常見用法,。
RF電感的用途
大部分電子器件都含有RF 電感。“為了跟蹤動物,，在我們家養(yǎng)動物的皮膚中植入的玻璃管內(nèi)部都含有一個電感”,，普萊默公司的一位研發(fā)工程師Maria del Mar Villarrubia說，“每次啟動汽車的時候兩個電感之間都會產(chǎn)生無線通信,，一個在汽車內(nèi)部,，另一個在鑰匙內(nèi)部,。”不過，正如這種元件的*一樣,，RF電感也有著非常具體的用途,。在諧振電路中，這些元件通常與電容結(jié)合使用,，以便選擇特定的頻率（如振蕩電路,、壓控振蕩器等）。
RF 電感也可以用于阻抗匹配應(yīng)用,，以便實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸線的阻抗平衡,。這是為了確保IC間的數(shù)據(jù)傳輸所必需的。作為RF扼流圈使用時,，電感串聯(lián)在電路中,，起到RF濾波器的作用。簡單來說,，RF扼流圈是個低通濾波器,，它會給較高的頻率造成衰減，而較低的頻率則暢通無阻,。
Q值是什么
在討論電感性能時，Q值是zui重要的衡量指標,。Q值是一種衡量電感性能的指標,，它是一個無量綱的參數(shù)，用于比較振蕩頻率和能量損耗速率,。Murata公司的產(chǎn)品DerylJ. Kimbro說：“Q值越高,，電感的性能就越接近于理想的無損電感。也就是說,，它在諧振電路中的選擇性更好,。”高Q值的另一個好處是損耗低，也就是說電感消耗的能量少,。低Q值會造成帶寬較寬,，而且在振蕩頻率處及其附近的諧振幅度較低。
電感值
除了Q因子以外,，電感的真正的量度當(dāng)然是它的電感值,。對于音頻和電源應(yīng)用而言，電感取值通常是數(shù)亨利,，而較高頻率應(yīng)用通常需要小得多的電感,，通常在毫亨或微亨范圍內(nèi)。電感值取決于幾個因素,，其中包括結(jié)構(gòu),、鐵芯尺寸,、鐵芯材料以及實際的線圈匝數(shù)。電感既有電感值固定的,，也有電感值可調(diào)的,。
其他規(guī)格
電感值并不是*重要的取值。直流電阻,、電流以及自諧振頻率（SRF）是RF 電感的數(shù)據(jù)單中所提供的一些更加有用的規(guī)格,。del Mar Villarrubia說：“根據(jù)應(yīng)用場合的不同，每種特性都可能是需要重點考慮的因素并決定其他特性,。例如,，如果元件將用在輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)中，那么電感在很寬的溫度范圍內(nèi)的穩(wěn)定性是很重要的,，而這種要求將會確定磁芯的選擇,。”
額定電流
在選擇電感時，工作電流應(yīng)該低于說明書中的額定電流,。如果工作電流超過額定電流,，就可能會損壞產(chǎn)品。
直流電阻（DCR）
Kimbro稱,，直流電阻（DCR）與額定電流有很大的關(guān)聯(lián),。以線圈電阻為基準，直流電阻等于電感的損耗,。如果繞線的直徑增加,，那么直流電阻會減小，而額定電流會增加,。較大的繞線直徑降低了損耗并改善了電流處理能力,。Vishay 公司電感部門的產(chǎn)品市場Doug Lillie說：“直流電阻會限制在不過熱或不發(fā)生飽和（感應(yīng)系數(shù)急劇降低）的情況下器件可以傳輸?shù)闹绷麟娏鳌?rdquo;
自諧振頻率（SRF）
電感中的每一匝繞線都可以看成一塊電容器極板，匝與匝之間以及線圈與鐵芯之間電容的總體效果可以用與電感并聯(lián)的單個電容來表示,，稱為分布電容（Cd）,。這種并聯(lián)結(jié)構(gòu)的諧振頻率就稱為自諧振頻率（SRF）。Lillie說：“在此頻率,，電感看起來像帶有阻抗的純電阻,。如果頻率超過自諧振頻率，這種并聯(lián)結(jié)構(gòu)的容抗將成為主要因素,。”
疊層片式電感
疊層片式電感是使用陶瓷材料結(jié)構(gòu)通過集成工藝制成的,。陶瓷材料結(jié)構(gòu)可以在高頻處提供很好的性能，而疊層片式工藝可以提供各種各樣的電感值,。疊層片式器件的電感值范圍要比薄膜或空芯線圈類的電感廣,，但是比不上線繞式元件的電感取值范圍或額定電流。疊層片式技術(shù)因其很好的電特性，特別是其低廉的成本,，而越來越流行,。
薄膜電感
薄膜電感是使用光刻工藝生產(chǎn)的，這種工藝可以在陶瓷基底上生產(chǎn)出非常的線圈模式,，從而滿足苛刻的電感公差,。陶瓷基板使得這些電感成為RF應(yīng)用的理想元件。但是,，薄膜電感能傳輸?shù)碾娏鬏^小,，而且電感值范圍有限。
線繞式電感
線繞式電感通常用于低頻應(yīng)用之中,。線繞式電感是將銅線繞在陶瓷（氧化鋁）磁芯上制成的,。因其結(jié)構(gòu)和材料的原因，線繞式電感可以提供很好的電特性,。水平繞線結(jié)構(gòu)使得公差很小而雜散電容很小,，而銅線使得直流電阻很小，從而增加了品質(zhì)因子性能以及額定電流,。
錐形電感
錐形電感是面向?qū)拵Ш透哳l應(yīng)用的,，它的結(jié)構(gòu)可以展寬線圈的帶寬。錐形電感的實際尺寸較小,，通常是用細線繞成的,，因此雜散電容較小。在超寬帶Bias-T 器件中,，錐形電感同時提供了直流偏置提取或注入路徑,，它可以將電源與有源器件隔離。
磁芯的選擇
高頻器件通常使用空心或惰性（也就是陶瓷）磁芯,。它們提供了比磁性鐵芯更好的熱性能，但是其電感取值有限,。中頻器件通常采用鐵芯,。鐵芯不會飽和，但是無法提供鐵氧體磁芯那樣的大電感值,。低頻器件通常使用鐵氧體磁芯,。應(yīng)該盡可能地避免使用鐵氧體磁芯，因為它們會在較小的Idc值處飽和,，而且會受溫度的影響（△L/△T）,。廠商們也在開發(fā)和使用更新的鐵氧體，如無定形和納米晶體材料,。(end)