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Usando Indutores como Choques de RF (TEL247)

Muitos pensam que é a mesma coisa. No entanto, nem sempre um indutor é projetado para operar num circuito de alta frequência da maneira que seria esperado. Neste application note da Coilcraft que pode ser acessado em http://www.coilcraft.com/pdfs/Doc945_Inductors_as_RF_Chokes.pdf  .

 

Introdução

Muitos produtos de consumo se comunicam entre si através de banda larga. Da televisão à redes de transmissão por fibra, a largura de banda da comunicação de dados está aumentando, e a integridade dos sinais de RF tornou-se uma grande preocupação no projeto. Este artigo fornece exemplos de como diferentes indutores podem ser usados ??para isolamento de RF em uma gama de circuitos de aplicações de banda relativamente estreita tais como dispositivos portáteis até redes de banda larga para distribuição de dados. Os diferentes tipos de indutores utilizados nestes aplicativos são identificados e discutidos.

 

Por que um indutor?

Por sua natureza, um indutor é um filtro passa-baixa (XL = ?L). Em alta frequência o indutor torna-se um elemento de alta impedância que pode ser usado para isolamento de RF. Alta frequência não pode passar pelo indutor, mas corrente DCe sinais de baixa frequência podem passar.

Sem esse tipo de isolamento, a eficiência da antena pode diminuir, perdas de sinais podem ocorrer e o ruído RF pode interferir em outras partes do circuito.

O pico da impedância do indutor ocorre na frequência natural de auto-ressonância (fres = 1 / ?LC). A magnitude da impedância de pico está relacionada ao fator de qualidade (Fator Q) do indutor. Indutores de baixa perda com alto Q (exemplo, Coilcraft 0603CS) têm uma impedância de pico muito alta, enquanto um indutor com perdas (isto é, Coilcraft 0603LS), tem uma impedância de pico mais baixa (veja a Figura 1).

 


 

 

Ao mudar a forma como uma bobina é enrolada ou os materiais utilizados na construção, as ressonâncias múltiplas podem ser alinhadas para fornecer alta impedância em uma ampla largura de banda. Isto é o que ocorre com os Indutores Cônicos da Coilcraft (Coilcraft Conical Inductors).

 

Aplicações

Indutores de cerâmica ou ar de alto Q, como o 0603CS, mostrado na Figura 1, usado quando faixa estreita de frequências precisa ser bloqueada, como em linhas de comunicação de pequenos sinais de baixa frequência.

 Por outro lado, para uma linha de áudio dentro de um aparelho onde é importante limitar perdas de baixa frequência, usando uma indutor de ferrite como o 0603LS é ideal. Enquanto o pico de impedância é menor, a resistência à IDC é apenas um terço ou menos do que a contraparte do núcleo cerâmico.

Uma aplicação que exige este tipo de produto é a integração da antena no caso do telefone. No passado, uma antena externa seria usada para garantir que a antena permanecesse isolada do resto dos componentes do telefone.

. Recentemente, a antena integrada é frequentemente colocado perto de um alto-falante, microfone ou teclado, o que precisa ser isolado das frequências da antena para Impedir o acoplamento à antena.

Em aplicações de banda larga, a maioria dos indutores não cobre largura de banda suficiente. Ao colocar três ou quatro indutores em série, uma banda mais ampla pode ser coberta, mas perda de dc aumenta. Como o tamanho não é tão crítico em muitos tipos de aplicações em banda larga, muitas vezes há espaço para manter a banda larga isolada de parte do circuito com planos de terra, blindagens, etc. Existem também casos em que as linhas de RF precisam ter corrente injetada, eliminando a necessidade de uma função de isolamento de RF

Para um exemplo que requer isolamento de RF, uma antena de televisão pode precisar de até 500 mA injetados na linha de RF ao bloquear as frequências de 20 MHz para 2 GHz.

Considere o isolamento que pode ser alcançado com um indutor Coilcraft de banda larga 4310LC como mostrado, a impedância do 4310LC permanece maior que 100 Ohms de 20 MHz para acima de 3 GHz. A inserção

As medidas de perdas por inserção mostradas são para a bobina conectada em derivação de uma linha de transmissão para terra. Esta curva Ilustra como as frequências abaixo de 10 MHz são perdidas para o plano de terra (ao passar pelo componente) e que frequências entre 10 MHz e 6 GHz são rejeitadas e passam pela linha de transmissão.

Outra aplicação que requer o isolamento de RF é a polarização de um diodo pin para uso em redes de fibra. Aqui, a injeção de 200 mA dc é necessária em uma linha de RF que trabalha com frequências de 100 MHz a 30 GHz. Para atender a este requisito, qualquer Coilcraft BCR Conical Inductor pode ser usado.

A Figura 3 mostra que a perda de inserção usando indutores BCR de 50 MHz a 35 GHz é inferior a 1,0 dB quando o componente é medido em derivação de uma transmissão linha a terra.

 


 

 

A determinação crítica ao escolher choques de RF e a faixa de frequência que precisa ser bloqueada.

Outros parâmetros-chave são a resistência DC, os requisitos de corrente, tamanho e custo. Com isso, ferramentas on-line como o mais Highest Impedance Finder or RF Inductoir Compararasion da Coilcraft podem ajudar a identificar o choque de RF certo para aplicações de banda estreita. As ferramentas ainda estão em desenvolvimento para maiores larguras de banda.

 

Resumo

É fundamental para os designers manter a integridade de RF sem sacrificar o tamanho geral do circuito ou o custo. Nos aplicativos de aparelhos celulares, a integração da antena a carcaça aumenta a demanda por indutores de isolamento de RF.

Em linhas de transmissão. A necessidade de fornecer polarização em linhas de RF requer choques de polarização, que executam a mesma função como isoladores de RF.

Para qualquer uma dessas aplicações, um indutor é a chave sucesso. Comece com a identificação da faixa de frequência da aplicação, e depois determinar quais os outros parâmetros precisam ser considerados.

Se uma bobina não for capaz de fornecer a solução, uma rede de indutores pode ser necessária o que Será objeto de outra nota de aplicação.

A Mouser Electronics é distribuidor de componentes da Coilcraft. Veja mais em: http://www.mouser.com/Search/Refine.aspx?Keyword=coilcraft 

 

 

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