ZHCADR5A June 2014 – January 2024 DS90UB913A-Q1 , DS90UB954-Q1 , DS90UB960-Q1
理想的電感器能夠阻斷所有交流頻率并使所有直流電源通過。不過,電感器的一些特性使其在極端情況下的行為不太像電感器。實際電感器的行為與圖 2-2 中所示的電路更加接近,其中包含寄生電容和電阻分量。在低頻時,電容器的行為類似于具有高阻抗的開路,電感器的行為類似于具有低阻抗的短路。在非常高的頻率下,電容器的行為類似于短路,此時阻抗等于 RL。
阻抗在自諧振頻率 (SRF) 下達到峰值,此時電感器和電容器產生諧振。在頻率超過 SRF 時,寄生電容起主導作用并使阻抗降低。可以使用方程式 1 來計算 SRF,其中 L 是電感,C 是寄生電容,F 是諧振頻率。元件的數據表中通常會列出這些值。
圖 2-3 展示了 100μH 電感器的阻抗,其中黑線表示 SRF 之前理想電感器的阻抗,紅線表示 SRF 之后寄生電容的阻抗。
圖 2-3 實際電感器阻抗 - 100μH 電感器圖 2-3 顯示對于 100μH 電感器,在大約 1MHz 時阻抗上升至 1k? 以上,在大約 30MHz 以上的頻率時下降至 1k? 以下。盡管沒有嚴格要求,但建議使用高于 1k? 的阻抗,因為高阻抗與較低的信號損耗相關。因此,需要使用更復雜的低通濾波器來提高整個 FPD-Link 雙向信令頻率范圍內的阻抗。
為了在整個工作頻率范圍內增大電路的阻抗,可以串聯添加具有不同值的附加電感元件。圖 2-4 單獨顯示了 100μH 和 4.7μH 電感器的阻抗,并且顯示了兩者的串聯阻抗。與 100μH 電感器相比,4.7μH 電感器具有更高的 SRF,但仍然無法在大頻率范圍內實現高阻抗。但是,在串聯使用時,阻抗在大約 1MHz 至遠超過 500MHz 范圍內保持在 1k? 以上。
圖 2-4 串聯電感器的阻抗通過串聯電感器,可以創建一個寬帶寬電感器以覆蓋反向通道和正向通道的整個頻率范圍。圖 2-5 和圖 2-6 進一步對此進行了說明。圖 2-5 展示了具有不同值的單個電感器的阻抗圖。單個電感器無法在寬頻率范圍內提供 1k? 的阻抗。不過,圖 2-6 顯示當結合使用時,這些電感器可以在大頻率范圍內提供 1k? 的一致阻抗。
圖 2-5 各個電感器的阻抗
圖 2-6 組合電感器的阻抗使用實際電感器時的另一個考慮因素是飽和電流。電感器以磁場的形式存儲電能。磁場的強度與流經電感器的電流相關。飽和電流是在電感器不再像理想電感器那樣運行之前可以支持的最大電流。在實現 PoC 網絡時,應驗證運行條件是否不超過任何元件的最大額定電氣特性,這一點至關重要。