Induktori radiofrekvencije (RF), svestrani i integralni u različitim tipovima konstrukcije, zadovoljavaju specifične zahtjeve za performanse u različitim aplikacijama.Uobičajene aplikacije u RF krugovima uključuju podudaranje, rezonatore i guše.Usklađivanje je ključni postupak koji uključuje uklanjanje neusklađenosti impedancije i minimiziranje refleksija i gubitaka u linijama između blokova kruga, poput antena, blokova radiofrekvencija ili međuprostornih frekvencija (IF) blokova.U sintisajzerima i oscilatorskim krugovima rezonatori koriste rezonancu kako bi precizirali krug i uspostavili željenu frekvenciju.
U svojoj ulozi prigušivača, RF induktori se strateški smještaju u napajanje linije funkcionalnih komponenti poput RF blokova ili ako blokovi.Njihova primarna funkcija ovdje je ublažavanje visokofrekventnih izmjeničnih struja.Pristrasni tee u ovim sustavima omogućuje DC struju da utječe na aktivne uređaje poput dioda, kombinirajući struju DC pristranosti s AC/RF signalom za zajednički izlaz iz izlaznog priključka AC+DC.
RF specifikacije induktora:
Induktivnost, kritično svojstvo električnih vodiča, odupire se promjenama u struji struje.Definiran je kao omjer induciranog napona i brzine promjene struje koja stvara ovaj napon, mjereno u Henrysu (H).RF induktori obično posjeduju ocjene induktivnosti od čak 0,5 nanohenrija (NH) do nekoliko stotina nanohenrija.Na vrijednost induktivnosti utječu faktori kao što su konstrukcija, veličina jezgre, osnovni materijal i broj okretaja zavojnice.Ti su induktori dostupni s fiksnim i varijabilnim vrijednostima induktivnosti.
Ocjena istosmjerne struje (DCR) blisko je povezana s istosmjernim otporom i kvantificirana je u amperima.To označava maksimalnu struju koju induktor može upravljati bez pregrijavanja ili zasićenja - vitalni faktor u procjeni toplinske performanse induktora.Kako se povećavaju otpor struje i istosmjerne struje, tako povećava i gubitak snage, što dovodi do porasta temperature induktora.Na primjer, komponenta s nazivnom temperaturom okoline od 125 ° C koja doživljava povećanje od 15 ° C zbog pune nazivne struje (IRMS ili IDC) doseći će približnu maksimalnu temperaturu od 140 ° C.
Struja zasićenja je razina izravne struje koja smanjuje induktivnost na navedenu vrijednost.Smanjenje induktivnosti događa se zato što jezgra može smjestiti samo određenu gustoću fluksa.Ova struja zasićenja odnosi se na magnetska svojstva induktora, dok DCR definira maksimalnu DC struju koju može nositi, odražavajući njegove fizičke karakteristike.
Samo-rezonantna frekvencija (SRF) je točka izvan koje induktor prestaje funkcionirati kako se očekuje.Općenito, veća induktivnost dovodi do nižeg SRF -a zbog parazitskog kapaciteta, a obrnuto je i istina.Induktori s niskom raspoređenom kapacitetom između terminalnih elektroda ili duž skretanja vodiča rana odjekuju s tim kapacitetom na SRF -u.U SRF -u se induktor ponaša poput otpornika, pokazujući impedanciju.Na frekvencijama iznad SRF -a, distribuirani kapacitet postaje dominantan faktor.
Pri odabiru induktora za visokofrekventne krugove i module, jednostavno s obzirom na to da tražena induktivnost nije dovoljna.SRF bi u idealnom slučaju trebao biti najmanje deset puta veći od radne frekvencije.Za prigušnice, SRF označava točku gdje impedancija doseže svoj vrhunac, nudeći superiorno blokiranje signala.
Q-faktor, bezdimenzijski parametar, opisuje podlogu oscilatora ili rezonatora.Otprilike je definiran kao omjer početne energije pohranjene u rezonantnoj šupljini i energiji izgubljenoj u jednom razdoblju oscilacije.Alternativno, to se može shvatiti kao omjer središnje frekvencije rezonatora i širine pojasa kada je pokrenut oscilacijama.
Visoki Q-faktor rezultira uskom širinom pojasa, presudno kada je induktor dio LC ćelije (oscilatora) kruga ili se koristi u uskim aplikacijama.Također smanjuje gubitak umetanja i minimizira potrošnju energije.Mjerenje Q uključuje sve stvarne i imaginarne gubitke ovisne o frekvenciji, poput induktivnosti, kapacitivnosti, učinka kože vodiča i gubitaka jezgre u magnetskim materijalima.
Specifikacije uravnoteženja:
Fizički RF induktori su ne-idealni uređaji koji obuhvaćaju parazitsku otpornost, induktivnost i kapacitet.Ovi nelinearni aspekti utječu na performanse, što zahtijeva kompromis između različitih specifikacija.Na primjer, veće struje pozivaju veće žice da umanjuju gubitke i porast temperature.Veće žice smanjuju DCR i povećavaju Q, ali to dolazi po cijenu veće veličine dijela i možda nižeg SRF -a.U smislu nazivne struje, žičani induktori nadmašuju višeslojne induktore iste veličine i vrijednost induktivnosti.Suprotno tome, višeslojni induktori s identičnom veličinom i induktivnošću imaju mnogo veću q vrijednost od žičanih induktora.
Korištenje induktora feritne jezgre s manje okreta rezultira većim kapacitetom struje i nižim DCR -om.Međutim, feriti donose svoj skup ograničenja, poput varijabilnosti induktivnosti s temperaturom, labavitijim tolerancijama, nižim Q i smanjenim ocjenama struje zasićenja.Induktori ferita s otvorenom magnetskom strukturom ne zasićuju se čak ni pri punoj ocjeni.
Odabir strukture RF induktora:
Trenutne metode proizvodnje nude načine ublažavanja učinaka različitih parazicija i optimizacije karakteristika induktora RF za specifične primjene.
Induktori keramičke jezgre čipova, koji se koriste za usko trajanje filtriranja u RF i mikrovalnoj komunikacijskoj opremi, imaju vrlo visoku Q i mogu suziti tolerancije induktora na 1%.
Induktori ferita ili jezgre, koji su Wirewound RF prigušivači, pružaju izolaciju i filtriranje širokopojasne mreže bez zasićenja jezgre.Oni isporučuju najveću induktivnost i najnižu DCR za svoju veličinu EIA.
Višeslojni induktori čipova nude nisku radnu DCR, visoku Q i visoku temperaturu.Njihova struktura keramičkog materijala olakšava visoke performanse na visokim frekvencijama, a višeslojni postupak daje širok raspon vrijednosti induktivnosti.Iako višeslojni uređaji pružaju širi raspon induktivnosti od filmske ili zračne jezgre, ne mogu se podudarati s rasponom induktivnosti ili strujnom ocjenom žičanih vrsta.
Zračni induktori, također Wirewound RF prigušivači, pružaju izolaciju i širokopojasnu filtriranje bez potrebe zasićenja jezgre.Oni nude najveću induktivnost i najniži DCR za svoju veličinu EIA.
Konusni i širokopojasni induktori, koji se mogu pohvaliti visokom impedancijom nad širokom širinom pojasa, idealni su za ultra širokopojasne pristranosti do 100 GHz.U aplikacijama širokopojasne pristranosti, jedan konusni induktor može zamijeniti više kaskadnih uskih induktora.
Širokopojasni konusni RF induktori odgovaraju raznim primjenama, od ispitne instrumentacije do dizajna mikrovalnog kruga.Ovi širokopojasni induktori izvrsni u pristranosti i mogu se koristiti u komunikacijskim platformama i RF testnim postavkama do 100 GHz.
RFID i NFC senzori transpondera, specijalizirani za visoku osjetljivost i dugi čitanje u transponderskim oznakama i NFC/RFID antenama, optimizirani su za zahtjevne primjene poput praćenja tlaka u gumama, koje zahtijevaju visoke performanse u teškim mehaničkim i visokotemperaturskim okruženjima.
Inductors, ključna komponenta u lancu signala RF/mikrovalne, predstavljaju izazov za kategorizaciju koji zahtijeva duboko razumijevanje njihovih različitih sposobnosti.Jednom kada se utvrde specifikacije, kretanje kroz mnoštvo opcija izgradnje ključno je za identificiranje optimalne komponente za određenu aplikaciju.