Indutores de radiofrequência (RF), versáteis e integrais em vários tipos de construção, atendem a requisitos de desempenho específicos em diversas aplicações.As aplicações comuns nos circuitos de RF incluem correspondência, ressonadores e bobinas.A correspondência é um processo crucial que envolve a eliminação de incompatibilidades de impedância e minimizando reflexões e perdas nas linhas entre blocos de circuito, como antenas, blocos de radiofrequência ou bloqueios de frequência intermediária (IF).Nos sintetizadores e circuitos dos osciladores, os ressonadores empregam ressonância para ajustar o circuito e estabelecer a frequência desejada.
Em seu papel como engasga, os indutores de RF são estrategicamente colocados nas linhas de alimentação de componentes funcionais, como blocos de RF ou se blocos.Sua função principal aqui é atenuar as correntes CA de alta frequência.O tee de polarização nesses sistemas permite que a corrente CC influencie dispositivos ativos, como diodos, combinando a corrente de polarização CC com o sinal CA/RF para saída de junta da porta de saída AC+CC.
Especificações do Indutor de RF:
A indutância, uma propriedade crítica de condutores elétricos, resiste às alterações no fluxo de corrente.É definido como a proporção de tensão induzida e a taxa de alteração na corrente que gera essa tensão, medida em Henrys (H).Os indutores de RF normalmente possuem classificações de indutância, de nanohenries tão baixas quanto 0,5 (NH) a várias centenas de nanohenries.O valor da indutância é influenciado por fatores como construção, tamanho do núcleo, material central e o número de voltas da bobina.Esses indutores estão disponíveis com valores de indutância fixa e variável.
A classificação de corrente CC (DCR) está intimamente ligada à resistência ao CC e é quantificada em amperes.Ele significa a corrente máxima que o indutor pode gerenciar sem superaquecimento ou saturar - um fator vital na avaliação do desempenho térmico de um indutor.À medida que a resistência à corrente e DC aumenta, o mesmo ocorre com a perda de energia, levando a um aumento na temperatura do indutor.Por exemplo, um componente com uma temperatura ambiente nominal de 125 ° C que experimenta um aumento de 15 ° C devido à corrente nominal completa (IRMS ou IDC) atingirá uma temperatura máxima aproximada de 140 ° C.
A corrente de saturação é o nível de corrente direta que diminui a indutância para um valor especificado.A redução da indutância ocorre porque o núcleo pode acomodar apenas uma certa densidade de fluxo.Essa corrente de saturação refere -se às propriedades magnéticas do indutor, enquanto o DCR define a corrente máxima de CC que ele pode transportar, refletindo suas características físicas.
A frequência auto-ressonante (SRF) é o ponto além do qual o indutor deixa de funcionar conforme o esperado.Geralmente, a indutância maior leva à menor SRF devido à capacitância parasitária, e o inverso também é verdadeiro.Indutores com baixa capacitância distribuída entre eletrodos terminais ou ao longo do condutor de feridas ressoam com essa capacitância no SRF.Na SRF, o indutor se comporta como um resistor, exibindo impedância.Nas frequências acima do SRF, a capacitância distribuída se torna o fator dominante.
Ao selecionar indutores para circuitos e módulos de alta frequência, simplesmente considerar a indutância necessária não é suficiente.O SRF deve ser idealmente pelo menos dez vezes maior que a frequência operacional.Para aplicações de estrangulamento, o SRF marca o ponto em que a impedância atinge seu pico, oferecendo bloqueio de sinal superior.
O fator Q, um parâmetro sem dimensão, descreve o subdomping de um oscilador ou ressonador.É definido aproximadamente como a proporção de energia inicial armazenada na cavidade ressonante e a energia perdida em um período de oscilação.Como alternativa, pode ser visto como a proporção da frequência central de um ressonador e sua largura de banda quando conduzida pela oscilação.
Um fator Q alto resulta em uma largura de banda estreita, crucial quando o indutor faz parte de um circuito de célula LC (oscilador) ou usado em aplicações estreitas de passa-banda.Também reduz a perda de inserção e minimiza o consumo de energia.A medição de Q inclui todas as perdas reais e imaginárias dependentes da frequência, como indutância, capacitância, efeito da pele do condutor e perdas de núcleo em materiais magnéticos.
Especificações de equilíbrio:
Indutores físicos de RF são dispositivos não ideais que abrangem resistência, indutância e capacitância parasitária.Esses aspectos não lineares afetam o desempenho, necessitando de compensações entre várias especificações.Por exemplo, correntes mais altas exigem fios maiores para minimizar as perdas e o aumento da temperatura.Os fios maiores reduzem o DCR e aumentam o Q, mas isso tem o custo de tamanho de peça maior e possivelmente menor SRF.Em termos de corrente nominal, os indutores Wirewound superam os indutores multicamadas do mesmo tamanho e valor de indutância.Por outro lado, os indutores multicamadas com tamanho e indutância idênticos têm um valor Q muito maior do que os indutores Wirewound.
A utilização de um indutor de núcleo de ferrita com menos voltas resulta em maior capacidade de corrente e DCR menor.No entanto, as ferritas trazem seu próprio conjunto de limitações, como variabilidade de indutância com temperatura, tolerâncias mais baixas, menor Q e classificações de corrente de saturação reduzidas.Indutores de ferrite com uma estrutura magnética aberta não saturam nem mesmo na corrente classificada.
Selecionando a estrutura do indutor de RF:
Os métodos atuais de fabricação oferecem maneiras de mitigar os efeitos de várias parasitas e otimizar as características do indutor de RF para aplicações específicas.
Indutores de chip de núcleo de cerâmica, usados para filtragem de banda estreita em equipamentos de comunicação de RF e frequência de microondas, possuem q muito altos e podem restringir as tolerâncias dos indutores a 1%.
Ferrite ou indutores de chip de núcleo, que são as bobinas de RF Wirewound, fornecem filtragem de isolamento e banda larga sem saturação do núcleo.Eles oferecem a maior indutância e o menor DCR para o tamanho da EIA.
Os indutores de chip multicamadas oferecem baixo DCR, alta operação Q e alta temperatura.Sua estrutura de material cerâmica facilita o alto desempenho em altas frequências, e o processo multicamada produz uma ampla gama de valores de indutância.Embora os dispositivos multicamadas forneçam uma faixa de indutância mais ampla que o filme ou o núcleo de ar, eles não podem corresponder à faixa de indutância ou classificação atual dos tipos de Wirewound.
Os indutores de núcleos aéreos, também as garras de RF Wirewound, fornecem isolamento e filtragem de banda larga sem a necessidade de saturação do núcleo.Eles oferecem a maior indutância e o menor DCR para o tamanho da EIA.
Os indutores cônicos e de banda larga, com alta impedância sobre uma largura de banda larga, são ideais para teses de banda ultra larga até 100 GHz.Em aplicações de viés de banda larga, um único indutor cônico pode substituir vários indutores de banda estreita em cascata.
Os indutores de RF cônicos de banda larga se encaixam em uma variedade de aplicações, da instrumentação de teste ao design do circuito de microondas.Esses indutores de banda larga se destacam em teias de viés e podem ser utilizados em plataformas de comunicação e configurações de teste de RF de até 100 GHz.
Os sensores de transponder RFID e NFC, especializados em alta sensibilidade e faixa de leitura longa em tags de transponder e antenas NFC/RFID, são otimizadas para aplicações exigentes como o monitoramento da pressão dos pneus, que requerem alto desempenho em ambientes mecânicos e de alta temperatura.
Os indutores, um componente crucial na cadeia de sinal de RF/microondas, apresentam um desafio de categorização que exige uma compreensão profunda de suas diversas capacidades.Depois que as especificações são determinadas, a navegação por uma infinidade de opções de construção é essencial para identificar o componente ideal para um determinado aplicativo.