关于PCB原理图中的FB-FB是磁珠的符号-电子元器件-电路图

本文深入探讨了磁珠在电子电路中的应用,解释了其原理、选用方法以及工作特性。着重强调了磁珠作为高频滤波器的作用,包括如何通过其特殊材料和结构吸收和转化高频信号的能量,以及在不同电路中的具体应用实例。文章还提供了磁珠选型的指导原则,帮助读者在实际项目中正确应用磁珠进行电磁干扰抑制。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

PCB原理图中的FB是什么意思呢?

 

imageimage

 

 

参考资料:

http://www.coofish.org/post/FB-cizhu.html

http://www.coofish.org/post/402.html

 

今天实验室一哥们研究DSP电路图,发现图中有一个符号是FB,外形有点像电阻(R),但是不清楚是什么电子元器件,后来在百度和谷歌都搜索了,没有收获。最终在百度知道里发现了:FB是磁珠的符号!

那么什么是磁珠呢?

磁珠有很高的电阻率和磁导率,他等效于电阻和电感串联,但电阻值和电感值都随频率变化。 他比普通的电感有更好的高频滤波特性,在高频时呈现阻性,所以能在相当宽的频率范围内保持较高的阻抗,从而提高调频滤波效果。

作为电源滤波,可以使用电感。磁珠的电路符号就是电感但是型号上可以看出使用的是磁珠在电路功能上,磁珠和电感是原理相同的,只是频率特性不同罢了。

磁珠由氧磁体组成,电感由磁心和线圈组成,磁珠把交流信号转化为热能,电感把交流存储起来,缓慢的释放出去。

磁珠对高频信号才有较大阻碍作用,一般规格有100欧/100mMHZ ,它在低频时电阻比电感小得多。

铁氧体磁珠 (Ferrite Bead) 是目前应用发展很快的一种抗干扰组件,廉价、易用,滤除高频噪声效果显着。

在电路中只要导线穿过它即可(我用的都是象普通电阻模样的,导线已穿过并胶合,也有表面贴装的形式,但很少见到卖的)。当导线中电流穿过时,铁氧体对低频电流几乎没有什么阻抗,而对较高频率的电流会产生较大衰减作用。高频电流在其中以热量形式散发,其等效电路为一个电感和一个电阻串联,两个组件的值都与磁珠的长度成比例。磁珠种类很多,制造商应提供技术指标说明,特别是磁珠的阻抗与频率关系的曲线。

有的磁珠上有多个孔洞,用导线穿过可增加组件阻抗(穿过磁珠次数的平方),不过在高频时所增加的抑制噪声能力不可能如预期的多,而用多串联几个磁珠的办法会好些。

铁氧体是磁性材料,会因通过电流过大而产生磁饱和,导磁率急剧下降。大电流滤波应采用结构上专门设计的磁珠,还要注意其散热措施。

铁氧体磁珠不仅可用于电源电路中滤除高频噪声可用于直流和交流输出),还可广泛应用于其它电路,其体积可以做得很小。特别是在数字电路中,由于脉冲信号含有频率很高的高次谐波,也是电路高频辐射的主要根源,所以可在这种场合发挥磁珠的作用。

铁氧体磁珠还广泛应用于信号电缆的噪声滤除。

以常用于电源滤波的HH-1H3216-500为例,其型号各字段含义依次为:

HH 是其一个系列,主要用于电源滤波,用于信号线是HB系列;

1 表示一个组件封装了一个磁珠,若为4则是并排封装四个的;

H 表示组成物质,H、C、M为中频应用(50-200MHz),

T低频应用(50MHz),S高频应用(200MHz);

3216 封装尺寸,长3.2mm,宽1.6mm,即1206封装;

500 阻抗(一般为100MHz时),50ohm。

其产品参数主要有三项:

阻抗[Z]@100MHz (ohm) : Typical 50, Minimum 37;

直流电阻DC Resistance (m ohm): Maximum 20;

额定电流Rated Current (mA): 2500.

-------------------------------------

磁珠(FB)的选用

1. 磁珠(FB)的单位是欧姆,而不是亨特,这一点要特别注意。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1000R@100MHz,意思就是在100MHz频率的时候磁珠的阻抗相当于600欧姆。

2. 普通滤波器是由无损耗的电抗元件构成的,它在线路中的作用是将阻带频率反射回信号源,所以这类滤波器又叫反射滤波器。当反射滤波器与信号源阻抗不匹配时,就会有一部分能量被反射回信号源,造成干扰电平的增强。为解决这一弊病,可在滤波器的进线上使用铁氧体磁环或磁珠套,利用滋环或磁珠对高频信号的涡流损耗,把高频成分转化为热损耗。因此磁环和磁珠实际上对高频成分起吸收作用,所以有时也称之为吸收滤波器。

不同的铁氧体抑制元件,有不同的最佳抑制频率范围。通常磁导率越高,抑制的频率就越低。此外,铁氧体的体积越大,抑制效果越好。在体积一定时,长而细的形状比短而粗的抑制效果好,内径越小抑制效果也越好。但在有直流或交流偏流的情况下,还存在铁氧体饱和的问题,抑制元件横截面越大,越不易饱和,可承受的偏流越大。

EMI 吸收磁环/磁珠抑制差模干扰时,通过它的电流值正比于其体积,两者失调造成饱和,降低了元件性能;抑制共模干扰时,将电源的两根线(正负)同时穿过一个磁环,有效信号为差模信号,EMI吸收磁环/磁珠对其没有任何影响,而对于共模信号则会表现出较大的电感量。磁环的使用中还有一个较好的方法是让穿过的磁环的导线反复绕几下,以增加电感量。可以根据它对电磁干扰的抑制原理,合理使用它的抑制作用。

铁氧体抑制元件应当安装在靠近干扰源的地方。对于输入/输出电路,应尽量靠近屏蔽壳的进、出口处。对铁氧体磁环和磁珠构成的吸收滤波器,除了应选用高磁导率的有耗材料外,还要注意它的应用场合。它们在线路中对高频成分所呈现的电阻大约是十至几百Ω,因此它在高阻抗电路中的作用并不明显,相反,在低阻抗电路(如功率分配、电源或射频电路)中使用将非常有效。

---------------------------------

磁珠(FB)的原理

磁珠的主要原料为铁氧体。铁氧体是一种立方晶格结构的亚铁磁性材料。铁氧体材料为铁镁合金或铁镍合金,它的制造工艺和机械性能与陶瓷相似,颜色为灰黑色。电磁干扰滤波器中经常使用的一类磁芯就是铁氧体材料,许多厂商都提供专门用于电磁干扰抑制的铁氧体材料。这种材料的特点是高频损耗非常大,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。对于抑制电磁干扰用的铁氧体,最重要的性能参数为磁导率μ和饱和磁通密度Bs。磁导率μ可以表示为复数,实数部分构成电感,虚数部分代表损耗,随着频率的增加而增加。因此,它的等效电路为由电感L和电阻R组成的串联电路,L和R都是频率的函数。当导线穿过这种铁氧体磁芯时,所构成的电感阻抗在形式上是随着频率的升高而增加,但是在不同频率时其机理是完全不同的。

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。

两个元件的数值大小与磁珠的长度成正比,而且磁珠的长度对抑制效果有明显影响,磁珠长度越长抑制效果越好。

<think>好的,我需要帮助用户绘制通信模块的原理图,涉及多个元器件。首先,用户提到的器件包括CAN总线收发器TJA1050T-JSM、连接器ID09S33E4GV00LF、无线模块ESP32、数字隔离器ADUM1201ARZ-RL7、120Ω终端电阻、EMI滤波器以及STM32F407VGT6 MCU。我要确保每个元件的引脚连接正确,并符合设计规范。 首先处理CAN总线部分。TJA1050T-JSM的引脚需要连接到MCU的CAN控制器,同时要注意终端电阻的位置。收发器的TXD和RXD连接到MCU的对应引脚,而CANH和CANL通过连接器接入总线。需要确认终端电阻是否应该放在原理图中,通常是在总线两端各接一个120Ω电阻,但这里用户清单中提到的是120Ω终端电阻,可能需要放置在连接器附近。 接下来是ESP32无线模块。天线部分需要特别注意,用户提到天线区域禁止覆铜,并预留π型匹配电路。在原理图中,天线的引脚应该连接到匹配电路,而ESP32的GPIO、电源、地等引脚需要正确连接到MCU和电源部分。还要检查是否需要外部晶振以及正确的上拉/下拉电阻。 数字隔离器ADUM1201用于隔离CAN总线或其他信号。需要确认隔离两侧的电源和地是否分开,信号流向是否正确,比如从MCU到隔离器再到收发器。隔离器的VDD1和VDD2应分别接不同侧的电源,并添加去耦电容。 终端电阻120Ω应该连接在CANH和CANL之间,通常在总线两端,但在原理图中可能只需在连接器附近放置一个,或者根据网络情况决定。需要确认用户的设计步骤中是否要求等长差分对和阻抗控制,这更多涉及PCB布局,但原理图中需正确表示网络连接。 EMI滤波器部分,用户提到使用0805封装的磁珠。需要确定这些磁珠的位置,例如在电源线上,磁珠一端接电源输入,另一端接模块的VCC,同时并联去耦电容到地。 STM32F407VGT6的引脚分配需要根据功能连接。CAN模块的TX和RX连接到收发器,UART或SPI连接到ESP32,GPIO连接到隔离器等。要确保每个功能引脚正确连接到对应的外设,并检查电源和地的连接。 现在需要整理每个元件的引脚连接,并制作表格。同时考虑原理图绘制的注意事项,如网络标签、电源符号、差分对标注等。可能需要提醒用户在PCB布局时注意差分线等长和阻抗控制,天线区域的处理,以及EMI滤波器的放置位置。 最后,确保所有连接符合数据手册的规范,例如TJA1050T-JSM的VCC电压、ADUM1201的隔离电压、ESP32的电源要求等。检查是否有未连接的引脚,是否需要上拉或下拉电阻,以及去耦电容是否足够。 可能遇到的疑问:终端电阻是否应该直接接在收发器的CANH和CANL之间?根据CAN标准,终端电阻应位于总线两端,因此在原理图中,连接器的CANH和CANL之间应跨接120Ω电阻。另外,ESP32的π型匹配电路具体如何连接?通常是在天线输出端串联电感和电容,但具体值可能需要参考模块手册或进行阻抗匹配测试。 总结步骤:列出每个元件的所有引脚,根据数据手册和设计需求确定连接方式,整理成表格,并绘制示意图说明关键部分连接。同时提醒用户注意PCB布局的要点。</think>以下是通信模块原理图设计的详细引脚连接说明及示意图: --- ### 一、引脚连接表格(关键器件) #### 1. **TJA1050T-JSM (CAN收发器)** | 引脚号 | 引脚名称 | 连接目标 | 备注 | |--------|----------|---------------------|----------------------| | 1 | TXD | STM32F407_CAN_TX | 需串联22Ω电阻 | | 2 | GND | 系统地 | 直接接地 | | 3 | VCC | 3.3V电源 | 需加100nF去耦电容 | | 4 | RXD | STM32F407_CAN_RX | 需串联22Ω电阻 | | 5 | CANL | ID09S33E4GV00LF_CANL| 差分线需等长 | | 6 | CANH | ID09S33E4GV00LF_CANH| 差分线需等长 | | 7 | STB | 3.3V | 保持高电平(工作模式)| #### 2. **ID09S33E4GV00LF (CAN连接器)** | 引脚号 | 引脚名称 | 连接目标 | 备注 | |--------|----------|---------------------|----------------------| | 1 | CANH | TJA1050T_CANH | 外部总线信号线 | | 2 | CANL | TJA1050T_CANL | 外部总线信号线 | | 3 | GND | 系统地 | 屏蔽层接地 | #### 3. **ESP32-WROOM-32E-N8 (无线模块)** | 引脚号 | 引脚名称 | 连接目标 | 备注 | |--------|----------|---------------------|----------------------| | 1 | EN | 3.3V通过10kΩ上拉 | 使能引脚 | | 2 | GPIO0 | 上拉电阻+测试点 | 需预留烧录模式电路 | | 3 | TXD0 | STM32F407_UART_RX | 串口通信线 | | 4 | RXD0 | STM32F407_UART_TX | 串口通信线 | | 5 | ANT | π型匹配电路+天线 | 天线区域禁止覆铜 | | 6 | GND | 系统地 | 多点接地 | | 7 | 3V3 | 3.3V电源 | 需加10μF+100nF电容 | #### 4. **ADUM1201ARZ-RL7 (数字隔离器)** | 引脚号 | 引脚名称 | 连接目标 | 备注 | |--------|----------|---------------------|----------------------| | 1 | VDD1 | 控制器侧3.3V | 电源侧去耦电容 | | 2 | GND1 | 控制器地 | 隔离前地平面 | | 3 | IN | STM32F407_GPIO | 控制信号输入 | | 4 | OUT | 被隔离设备信号线 | 隔离后信号输出 | | 5 | VDD2 | 隔离侧3.3V | 独立电源域 | | 6 | GND2 | 隔离地 | 隔离后地平面 | #### 5. **STM32F407VGT6 (MCU)** | 引脚号 | 引脚名称 | 连接目标 | 备注 | |--------|-------------|---------------------|----------------------| | 30 | CAN1_TX | TJA1050T_TXD | 通过隔离器连接 | | 31 | CAN1_RX | TJA1050T_RXD | 通过隔离器连接 | | 45 | UART2_TX | ESP32_RXD0 | 串口通信线 | | 46 | UART2_RX | ESP32_TXD0 | 串口通信线 | | 所有VDD| 3.3V | 电源网络 | 每引脚加100nF电容 | | 所有GND| 系统地 | 地平面 | 多点接地 | --- ### 二、原理图关键部分示意图 #### 1. **CAN总线部分** ``` [STM32F407_CAN_TX] ──┬── 22Ω ──┬── [TJA1050T_TXD] │ └── 3.3V上拉(可选) [STM32F407_CAN_RX] ──┼── 22Ω ──┬── [TJA1050T_RXD] │ └── GND下拉(可选) [TJA1050T_CANH] ──────┬── [ID09S33E4GV00LF_CANH] [TJA1050T_CANL] ──────┼── [ID09S33E4GV00LF_CANL] └── 120Ω终端电阻跨接 ``` #### 2. **ESP32天线匹配电路** ``` [ESP32_ANT] ── L1 ──┬── C1 ── ANTENNA └── C2 ── GND (L1=2.2nH, C1=C2=1pF,需根据实际阻抗调整) ``` #### 3. **EMI滤波设计** ``` [电源输入] ── FB1(磁珠) ──┬── 10μF ── GND └── 3.3V ── [器件VCC] ``` --- ### 三、注意事项 1. **CAN布线**:原理图中需标注`CANH/CANL`为差分对,并在PCB布局时控制100Ω阻抗。 2. **隔离电源**:ADUM1201两侧电源需完全隔离,建议使用隔离DC-DC模块。 3. **天线区域**:ESP32天线下方禁止覆铜,并保持净空区(至少5mm)。 4. **网络标签**:所有电源和信号线需明确标注(如`3V3_CAN`、`GND_ISO`)。 如需进一步细化某个模块的设计,请提供具体需求!
评论 1
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值