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工字電感的骨架是由銅芯線圈的繞線支架的。工字電感是電子電路或裝置的屬性,指的是:當電流改變時,因電磁感應而產生抵抗電流改變的電動勢一些體積較大的固定式電感器或可調式電感器(如振蕩線圈、阻流圈等),常用的工字電感被視為軸向電感的立式版,應用方便與軸向電感類似,但是常用工字電感可以擁有更大的體積的電感類型,電流自然也能得到一定的應用提升;大多數是將漆包線(或紗包線)直接繞在骨架上,再將磁心或銅心、鐵心等裝入骨架的內腔,以提高其電感量。骨架通常是采用塑料、膠木、陶瓷制成,根據實際需要可以制成不同的形狀。小型電感線圈(例如工字電感)一般不使用骨架,而是直接將漆包線繞在磁芯上。
微波頻率下的無源器件
主要講解微波頻率下的無源器件。一個簡單的問題:一個1K的電阻在直流情況下的阻值是1K,在頻率為10MHz的回路中可能還是1K,但是在10GHz的情況下呢?它的阻值還會是1K嗎?答案是否定的。在微波頻率下,我們需要用另外一種眼光來看待無源器件。
2.1. 微波頻率下的導線
微波頻率下的導線可以有很多種存在方式,可以是微帶線,可以是帶狀線,可以是同軸電纜,可以是元件的引腳等等。
2.1.1. 趨膚效應
在低頻情況下,導線內部的電流是均勻的,但是在微波頻率下,導線內部會產生很強的磁場,這種磁場迫使電子向導體的邊緣聚集,從而使電流只在導線的表面流動,這種現象就稱為趨膚效應。趨膚效應導致導線的電阻增大,結果會怎樣?當信號沿導體傳輸時衰減會很嚴重。
在實際的高頻場合,如收音機的感應線圈,為了減少趨膚效應造成的信號衰減,通常會使用多股導線并排繞線,而不會使用單根的導線。
我們通常用趨膚深度來描述趨膚效應。趨膚深度是頻率與導線本身共同的作用,在這里我們不會作深入的討論。
2.1.2. 直線電感
我們知道,在有電流流過的導線周圍會產生磁場,如果導線中的電流是交變電流,那么磁場強度也會隨著電流的變化而變化,因此,在導線兩端會產生一個阻止電流變化的電壓,這種現象稱之為自感。也就是說,微波頻率下的導線會呈現出電感的特性,這種電感稱為直線電感。也許你會直線電感很微小,可以忽略,但是我們將會在后面的內容中看到,隨著頻率的增高,直線電感就越來越重要。
電感的概念是非常重要的,因為微波頻率下,任何導線(或者導體)都會呈現出一定的電感特性,就連電阻,電容的引腳也不例外。
2.2. 微波頻率下的電阻
從根本上說,電阻是描述某種材料阻礙電流流動的特性,電阻與電流,電壓的關系在歐姆定律中已經給出。但是,在微波頻率下,我們就不能用歐姆定律去簡單描述電阻,這個時候,電阻的特性應經發生了很大的變化。
2.2.1. 電阻的等效電路
電阻的等效電路如圖2-1所示。其中R就是電阻在直流情況下電阻自身的阻值,L是電阻的引腳,C因電阻結構的不同而不同。我們很容易就可以想到,在不同的頻率下,同一個電阻會呈現出不同的阻值。想想平時在我們進行Wi-Fi產品的設計,幾乎不用到直插的元件(大容量電解電容除外),一方面是為了減小體積,另一方面,也是更為重要的原因,減小元件引腳引起的電感。
這類參數描述了電容采用的電介質材料類別,溫度特性以及誤差等參數,不同的值也對應著一定的電容容量的范圍。具體來說,就是:
X7R常用于容量為3300pF~0.33uF的電容,這類電容適用于濾波,耦合等場合,電介質常數比較大,當溫度從0°C變化為70°C時,電容容量的變化為±15%;
Y5P與Y5V常用于容量為150pF~2nF的電容,溫度范圍比較寬,隨著溫度變化,電容容量變化范圍為±10%或者+22%/-82%。
對于其他的編碼與溫度特性的關系,大家可以參考表2-1。例如,X5R的意思就是該電容的正常工作溫度為-55°C~+85°C,對應的電容容量變化為±15%。