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抗干擾磁環的原理與作用(2008-05-18 08:46:26)
數碼裝置傳輸線帶有一根圓柱形的東西。這個是什麼呢？是磁環，抗干擾磁環，或者說吸收磁環、鐵氧體磁環。
為什麼要設定抗干擾磁環？電腦機箱內的主機板、cpu、電源、及ide資料線都工作於很高的頻率狀態下，所以導致機箱裡存在著大量的空間雜散電磁干擾訊號，而訊號強度也是機箱外的數倍至數十倍！沒有磁環的usb線在這個空間內沒有採取遮蔽措施，那麼這些usb線就成了很好的天線，接收周圍環境中各種雜亂的高頻訊號，而這些訊號疊加在本來傳輸的訊號上，甚至會改變原來傳輸的有用訊號，容易出現問題。
為了提高傳輸速率及穩定性，也為了減小傳輸線在傳送資料時對其他裝置，如音效卡的干擾，設計了靜電遮蔽層。這個遮蔽層是由乙個較薄的金屬箔片或者是多股細銅絲編織成網狀做成，應用的是靜電場的表面效應原理。也就是將資料傳送線的外表麵包上一層金屬膜，並將這個遮蔽層與機箱進行接地，就可以很好地將資料線與空間干擾訊號隔離！
吸收磁環，又稱鐵氧體磁環，常用於可拆卸的分離時磁環，它是電子電路中常用的抗干擾元件，對於高頻雜訊有很好的抑制作用，一般使用鐵氧體材料(mn-zn)製成。磁環在不同的頻率下有不同的阻抗特性，一般在低頻時阻抗很小，當訊號頻率公升高磁環表現的阻抗急劇公升高。使正常有用的訊號很好的通過，又能很好的抑制高頻干擾訊號的通過，而且成本低廉。
鐵氧體抗干擾磁心特性
鐵氧體抗干擾磁心是近幾年發展起來的新型的價廉物美的干擾抑制器件，其作用相當於低通濾波器，較好地解決了電源線，訊號線和聯結器的高頻干擾抑制問題，而且具有使用簡單，方便，有效，占用空間不大等一系列優點，用鐵氧體抗干擾磁心來抑制電磁干擾(emi)是經濟簡便而有效的方法，已廣泛應用於計算機等各種軍用或民用電子裝置。
鐵氧體是一種利用高導磁性材料滲合其他一種或多種鎂、鋅、鎳等金屬在2000℃燒聚而成，
在低頻段，鐵氧體抗干擾磁心呈現出非常低的感性阻抗值，不影響資料線或訊號線上有用訊號的傳輸。而在高頻段，從10mhz左右開始，阻抗增大，其感抗分量仍保持很小，電阻性分量卻迅速增加，當有高頻能量穿過磁性材料時，電阻性分量就會把這些能量轉化為熱能耗散掉。這樣就構成乙個低通濾波器，使高頻噪音頻號有大的衰減，而對低頻有用訊號的阻抗可以忽略，不影響電路的正常工作。
emi 吸收環 / 珠是一種用鐵氧體製成的元件，是一種吸收損耗型元件。其特性表現為：吸收高頻訊號並將吸收的能量轉化成熱能耗散掉，從而達到抑制高頻干擾訊號沿導線傳輸的目的，其等效阻抗中電阻值分量是頻率的函式，隨著頻率而變化。
emi 吸收環 / 珠有效頻段為 2 1000mhz ，效能最佳頻段則為 5 200mhz ，在此頻段吸收阻抗維持為乙個常數。
emi 吸收環 / 珠選擇時要注意：通過電流大小正比於元件體積，兩者失調，易造成飽和，降低元件效能，避免飽和的有效方法是將電源的兩根線（正、負或火、地）同時穿過乙個磁環。磁環在使用中還有乙個較好的方法是讓穿過磁環的導線反覆串幾下，一來可提高穿過環的面積，增加等效吸收長度，二來充分利用磁環具有磁滯特點，改善低端特性。
它的製造工藝和機械效能與陶瓷相似。其電磁效能與新增金屬成分以及燒結過程中的時間，溫度與氣體成分有關。分裝式磁環,要盡可能選用內徑較小的，長度較長的磁環，同時，磁環一定要緊緊包住電纜，即磁環的內徑尺寸要與電纜的外徑尺寸緊密配合。
為什麼要設定抗干擾磁環？
電腦機箱內的主機板、cpu、電源、及ide資料線都工作於很高的頻率狀態下，所以導致機箱裡存在著大量的空間雜散電磁干擾訊號，而訊號強度也是機箱外的數倍至數十倍！吸收磁環，又稱鐵氧體磁環，常用於可拆卸的分離式磁環，它是電子電路中常用的抗干擾元件，對於高頻雜訊有很好的抑制作用，一般使用鐵氧體材料（mn－zn）製成。磁環在不同的頻率下有不同的阻抗特性，一般在低頻時阻抗很小，當訊號頻率公升高磁環表現的阻抗急劇公升高。
使正常有用的訊號很好的通過，又能很好的抑制高頻干擾訊號的通過，而且成本低廉。
鐵氧體是一種立方晶格結構的亞鐵磁性材料。鐵氧體材料為鐵鎂合金或鐵鎳合金，它的製造工藝和機械效能與陶瓷相似，顏色為灰黑色。電磁干擾濾波器中經常使用的一類磁芯就是鐵氧體材料，許多廠商都提供專門用於電磁干擾抑制的鐵氧體材料。
這種材料的特點是高頻損耗非常大，具有很高的導磁率，他可以是電感的線圈繞組之間在高頻高阻的情況下產生的電容最小。對於抑制電磁干擾用的鐵氧體，最重要的效能引數為磁導率μ和飽和磁通密度bs。磁導率μ可以表示為複數，實數部分構成電感，虛數部分代表損耗，隨著頻率的增加而增加。
因此，它的等效電路為由電感l和電阻r組成的串聯電路，l和r都是頻率的函式。當導線穿過這種鐵氧體磁芯時，所構成的電感阻抗在形式上是隨著頻率的公升高而增加，但是在不同頻率時其機理是完全不同的。
不同的鐵氧體抑制元件，有不同的最佳抑制頻率範圍。通常磁導率越高，抑制的頻率就越低。此外，鐵氧體的體積越大，抑制效果越好。
在體積一定時，長而細的形狀比短而粗的抑制效果好，內徑越小抑制效果也越好。但在有直流或交流偏流的情況下，還存在鐵氧體飽和的問題，抑制元件橫截面越大，越不易飽和，可承受的偏流越大。
emi吸收磁環/磁珠抑制差模干擾時，通過它的電流值正比於其體積，兩者失調造成飽和，降低了元件效能；抑制共模干擾時，將電源的兩根線（正負）同時穿過乙個磁環，有效訊號為差模訊號，emi吸收磁環/磁珠對其沒有任何影響，而對於共模訊號則會表現出較大的電感量。磁環的使用中還有乙個較好的方法是讓穿過的磁環的導線反覆繞幾下，以增加電感量。可以根據它對電磁干擾的抑制原理，合理使用它的抑制作用。
鐵氧體抑制元件應當安裝在靠近干擾源的地方。對於輸入／輸出電路，應盡量靠近遮蔽殼的進、出口處。對鐵氧體磁環和磁珠構成的吸收濾波器，除了應選用高磁導率的有耗材料外，還要注意它的應用場合。
它們**路中對高頻成分所呈現的電阻大約是十至幾百ω，因此它在高阻抗電路中的作用並不明顯，相反，在低阻抗電路（如功率分配、電源或射頻電路）中使用將非常有效。
結論:由於鐵氧體可以衰減較高頻同時讓較低頻幾乎無阻礙地通過，故在emi控制中得到了廣泛地應用。用於emi吸收的磁環/磁珠可製成各種的形狀，廣泛應用於各種場合。
如在pcb板上，可加在dc/dc模組、資料線、電源線等處。它吸收所**路上高頻干擾訊號，但卻不會在系統中產生新的零極點，不會破壞系統的穩定性。
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磁環的工作原理及應用
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