电感基础知识

详细论述：
在电子设备的PCB板电路中会大量使用感性组件和EMI滤波器组件。这些组件包括片式电感和片式磁珠，以下就这两种器述并分析他们的普通应用场合以及特殊应用场合。表面贴装组件的好处在于小的封装尺寸和能够满足实际空间的要求。除力以及其它类似物理特性不同外，通孔接插件和表面贴装器件的其它性能特点基本相同。
1.、片式电感（电路谐振和扼流电抗）：
在需要使用片式电感的实现以下两个基本功能：电路谐振和扼流电抗。谐振电路包括谐振发生电路，振荡电路，时钟电路，脉冲电路，波形发生电路还包括高Q带通滤波器电路。 要使电路产生谐振，必须有电容和电感同时存在于电路中。在电感的两端存在寄生电容，这是由于电极之间的铁氧体本体相当于电容介质而产生的。在谐振电路中，电感必须具有高Q，窄的电感偏差，稳定的温度系数，才能达到谐振电路窄带，低的频率温度漂移的要求。 高Q电路具有尖锐的谐振峰值。窄的电感偏置保证谐振频率偏差尽量小。稳定的温度系数保证谐振电路稳定的温度变化特性。
 1.1、电感构造：
  标准的径向引出电感和轴向引出电感以及片式电感的差异仅仅在于封装不一样。电感结构包括介质材料（一般为氧化铝陶瓷材料）上绕制线圈，或者空心线圈以及铁磁性材料上绕制线圈。
 1.2、应用：
A. 在功率应用场合，作为扼流圈使用时，电感的主要关注参数是直流电阻（DCR）,额定电流，和低Q值。
B.当作为滤波器使用时，希望宽带宽特性，因此，并不需要电感的高Q特性。低的DCR可以保证最小的电压降。 DCR定义为组件在没有交流信号下的直流电阻。 
2.  片式磁珠（消除存在于传输线结构（PCB电路）中的RF噪声）：
  片式磁珠的功能主要是消除存在于传输线结构（PCB电路）中的RF噪声，RF能量是叠加在直流传输电平上的交流正弦波成分，直流成分是需要的有用信号,而射频RF能量却是无用的电磁干扰沿着线路传输和辐射，这些不需要的信号能量，使用片式磁珠扮演高频电阻的角色（衰减器），该器件允许直流信号通过，而滤除交流信号。通常高频信号为30Mhz以上，然而，低频信号也会受到片式磁珠的影响。
2.1磁珠构造：
  片式磁珠由软磁铁氧体材料组成，构成高体积电阻率的独石结构。涡流损耗同铁氧体材料的电阻率成反比。涡流损耗随信号频率的平方成正比。使用片式磁珠的好处： 小型化和轻量化 在射频噪声频率范围内具有高阻抗，消除传输线中的电磁干扰。 闭合磁路结构，更好的消除信号的串绕。 极好的磁屏蔽结构。 降低直流电阻，以免对有用信号产生过大的衰减。显着的高频特性和阻抗特性（更好的消除RF能量）。在高频放大电路中消除寄生振荡。 有效的工作在几个MHz到几百MHz的频率范围内。
2.2、要正确的选择磁珠，必须注意以下几点：
1) 不需要的信號的频率范围为多少，噪声源是谁，需要多大的噪声衰减，环境条件是什么（温度，直流电压，结构强度）； 
2) 电路和负载阻抗是多少；
3) 是否有空间在PCB板上放置磁珠；
前三条通过观察厂家提供的阻抗频率曲线就可以判断。在阻抗曲线中三条曲线都非常重要。
总阻抗：总阻抗通过Z=R+2πfL来描述。典型的阻抗曲线如下图所示：
通过这一曲线，选择在希望衰减噪声的频率范围内具有最大阻抗而在低频和直流下信号衰减尽量小的磁珠型号。 
片式磁珠在过大的直流电压下，阻抗特性会受到影响，另外，如果工作温升过高，或者外部磁场过大，磁珠的阻抗都会受到不利的影响。
使用片式磁珠还是片式电感主要还在于应用。在谐振电路中需要使用片式电感。而需要消除不需要的EMI噪声时，使用片式磁珠是最佳的选择。 
3、片式磁珠和片式电感的应用场合：
3.1、 片式电感：射频（RF）和无线通讯，信息技术设备，雷达检波器，汽车电子，蜂窝电话，寻呼机，音频设备，PDA（个人数字助理），无线遥控系统以及低压供电模块等。 
3.2、片式磁珠：时钟发生电路，模拟电路和数字电路之间的滤波，I/O输入/输出内部连接器（比如串口，并口，键盘，鼠标，长途电信，本地局域网），射频（RF）电路和易受干扰的逻辑设备之间，供电电路中滤除高频传导干扰，计算机，打印机，录像机（VCRS）,电视系统和手提电话中的EMI噪声抑止。
4、如何选择磁珠进行滤波处理 
　在产品数字电路EMC设计过程中，我们常常会使用到磁珠，那么磁珠滤波的原理以及如何使用呢？铁氧体材料是铁镁合金或铁镍合金，这种材料具有很高的导磁率，他可以是电感的线圈绕组之间在高频高阻的情况下产生的电容最小。铁氧体材料通常在高频情况下应用，因为在低频时他们主要程电感特性，使得线上的损耗很小。在高频情况下，他们主要呈电抗特性比并且随频率改变。实际应用中，铁氧体材料是作为射频电路的高频衰减器使用的。实际上，铁氧体较好的等效于电阻以及电感的并联，低频下电阻被电感短路，高频下电感阻抗变得相当高，以至于电流全部通过电阻。铁氧体是一个消耗装置，高频能量在上面转化为热能，这是由他的电阻特性决定的。
  铁氧体磁珠与普通的电感相比具有更好的高频滤波特性。铁氧体在高频时呈现电阻性，相当于品质因数很低的电感器，所以能在相当宽的频率范围内保持较高的阻抗，从而提高高频滤波效能。
  在低频段，阻抗由电感的感抗构成，低频时R很小，磁芯的磁导率较高，因此电感量较大，L起主要作用，电磁干扰被反射而受到抑制；并且这时磁芯的损耗较小，整个器件是一个低损耗、高Q特性的电感，这种电感容易造成谐振因此在低频段，有时可能出现使用铁氧体磁珠后干扰增强的现象。
  在高频段，阻抗由电阻成分构成，随着频率升高，磁芯的磁导率降低，导致电感的电感量减小，感抗成分减小 但是，这时磁芯的损耗增加，电阻成分增加，导致总的阻抗增加，当高频信号通过铁氧体时，电磁干扰被吸收并转换成热能的形式耗散掉。
    铁氧体抑制元件广泛应用于印制电路板、电源线和数据线上。如在印制板的电源线入口端加上铁氧体抑制元件，就可以滤除高频干扰。铁氧体磁环或磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频干扰和尖峰干扰，它也具有吸收静电放电脉冲干扰的能力。 
  使用片式磁珠还是片式电感主要还在于实际应用场合。在谐振电路中需要使用片式电感。而需要消除不需要的EMI噪声时，使用片式磁珠是最佳的选择。 片式磁珠和片式电感的应用场合：片式电感：射频（RF）和无线通讯，信息技术设备，雷达检波器，汽车电子，蜂窝电话，寻呼机，音频设备，PDAs（个人数字助理），无线遥控系统以及低压供电模块等。片式磁珠：时钟发生电路，模拟电路和数字电路之间的滤波，I/O输入/输出内部连接器（比如串口，并口，键盘，鼠标，长途电信，本地局域网），射频（RF）电路和易受干扰的逻辑设备之间，供电电路中滤除高频传导干扰，计算机，打印机，录像机（VCRS）,电视系统和手提电话中的EMI噪声抑止。 
  磁珠的单位是欧姆，因为磁珠的单位是按照它在某一频率产生的阻抗来标称的，阻抗的单位也是欧姆。磁珠的DATASHEET上一般会提供频率和阻抗的特性曲线图，一般以100MHz为标准，比如是在100MHz频率的时候磁珠的阻抗相当于1000欧姆。针对我们所要滤波的频段需要选取磁珠阻抗越大越好，通常情况下选取600欧姆阻抗以上的。
1。交流电和直流电在非信号电路中是起着供给能量的。如供电电路。
   小交流电信号在信号电路中起着提供信号能量的。大交流电，直流电在信号电路中起着提供电源。如手机电路的信号为交流信号，手机电路的供电为直流电。又如电视机电路中的信号电路为交流信号，供电电路为将交流220v转成直流电供给电源。
2。整流二极管的作用：将交流电转换成直流电。而不是通直流阻交流。
采用整流二极管的目的也是为了将交流电转换成直流电来供给电路的。
电容是起着通交隔直的作用。
电路采用电容是为了平稳电压波动（滤波电容），满足信号电路要求的。
（1，完成功能电路与功能电路间的信号传递，而这些功能电路的直流供电部分是不能互通的。2，完成信号的得分频作用。如高频电路，低频电路）
3，变压器在电路中起着提升或者压降电压的作用。（针对供电电路而言）互感器起着将信号抑制或者信号提升的作用。（针对信号电路而言）分流器起着将高低频信号过滤的作用。