ZHCADR5A June 2014 – January 2024 DS90UB913A-Q1 , DS90UB954-Q1 , DS90UB960-Q1
理想的电感器能够阻断所有交流频率并使所有直流电源通过。不过,电感器的一些特性使其在极端情况下的行为不太像电感器。实际电感器的行为与图 2-2 中所示的电路更加接近,其中包含寄生电容和电阻分量。在低频时,电容器的行为类似于具有高阻抗的开路,电感器的行为类似于具有低阻抗的短路。在非常高的频率下,电容器的行为类似于短路,此时阻抗等于 RL。
阻抗在自谐振频率 (SRF) 下达到峰值,此时电感器和电容器产生谐振。在频率超过 SRF 时,寄生电容起主导作用并使阻抗降低。可以使用方程式 1 来计算 SRF,其中 L 是电感,C 是寄生电容,F 是谐振频率。元件的数据表中通常会列出这些值。
图 2-3 展示了 100µH 电感器的阻抗,其中黑线表示 SRF 之前理想电感器的阻抗,红线表示 SRF 之后寄生电容的阻抗。
图 2-3 显示对于 100µH 电感器,在大约 1MHz 时阻抗上升至 1kΩ 以上,在大约 30MHz 以上的频率时下降至 1kΩ 以下。尽管没有严格要求,但建议使用高于 1kΩ 的阻抗,因为高阻抗与较低的信号损耗相关。因此,需要使用更复杂的低通滤波器来提高整个 FPD-Link 双向信令频率范围内的阻抗。
为了在整个工作频率范围内增大电路的阻抗,可以串联添加具有不同值的附加电感元件。图 2-4 单独显示了 100µH 和 4.7µH 电感器的阻抗,并且显示了两者的串联阻抗。与 100µH 电感器相比,4.7µH 电感器具有更高的 SRF,但仍然无法在大频率范围内实现高阻抗。但是,在串联使用时,阻抗在大约 1MHz 至远超过 500MHz 范围内保持在 1kΩ 以上。
通过串联电感器,可以创建一个宽带宽电感器以覆盖反向通道和正向通道的整个频率范围。图 2-5 和图 2-6 进一步对此进行了说明。图 2-5 展示了具有不同值的单个电感器的阻抗图。单个电感器无法在宽频率范围内提供 1kΩ 的阻抗。不过,图 2-6 显示当结合使用时,这些电感器可以在大频率范围内提供 1kΩ 的一致阻抗。
使用实际电感器时的另一个考虑因素是饱和电流。电感器以磁场的形式存储电能。磁场的强度与流经电感器的电流相关。饱和电流是在电感器不再像理想电感器那样运行之前可以支持的最大电流。在实现 PoC 网络时,应验证运行条件是否不超过任何元件的最大额定电气特性,这一点至关重要。