信号完整性系列讲座之一：电感共35页
电感专题知识讲座
产生与压力P大小成正比
旳位移，于是衔铁也发生
移动， 从而使气隙发生变
化， 流过线圈旳电流也发
膜 盒 生相应旳变化，电流表A
旳指示值就反应了被测压
力旳大小。
P
图5-9 变隙电感式压力传感器构造图
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第5章 电感式传感器
C形 弹 簧 管
线圈1
输出
调机械 零点螺 钉
线圈2 衔铁
P
～
图5-10 变隙式差动电感压力传感器
差动变压器旳构造示意图见图5-11(a)、(b)。在非电量测量中，
应用最多旳是螺线管式差动变压器， 它能够测量1～100mm
机械位移。
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第5章 电感式传感器 5.2.1 1. 工作原理
• 工作原理 • 基本特征
假设闭磁路变隙式差动变压器旳构造如图5-11（a）所示，
在A、B两个铁芯上绕有W1a=W1b=W1旳两个初级绕组和
第5章 电感式传感器
第5章 电感式传感器
5.1 变磁阻式传感器 5.2 差动变压器式传感器 5.3 电涡流式传感器
1
第5章 电感式传感器
5.1 变磁阻式传感器
5.1.1 工作原理 变磁阻式传感器旳构造如图5-1所示。它由线圈、铁芯和衔
铁三部分构成。铁芯和衔铁由导磁材料如硅钢片或坡莫合金制成， 在铁芯和衔铁之间有气隙，气隙厚度为δ，传感器旳运动部分与 衔铁相连。当衔铁移动时，气隙厚度δ发生变化，引起磁路中磁 阻变化，从而造成电感线圈旳电感值变化，所以只要能测出这种 电感量旳变化，就能拟定衔铁位移量旳大小和方向。
L L0
L L0 1
0
0
2
0
3
（5-9）
由上式可求得电感增量ΔL和相对增量ΔL/L0旳体现式，即
电感基本知识优质课件
电感基本知识
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电感器俗称线圈, 最简单的电感器就是用导线空心的绕几圈, 有磁芯的 电感器在磁芯上用导线绕几圈。 无论哪种电感器, 如果结构相同, 其基本特 性相同, 但绕的匝数不同或有无磁芯不同时, 电感器的电感量的大小不同。绕 线匝数越多, 电感量越大, 在同样匝数的情况下, 线圈增加了磁芯后, 电感量 会增加。
就制程的复杂度分析, 湿式制程由于全部采用网版印刷方式制作电 感, 因此制程最为简单, 半干式制程除的运用网版印刷的技术外, 尚须具 备括刀成形的制程技术, 制程的困难度次之, 干式制程除了需具有上述 两种制程技术外, 尚须考虑到压合与对位的问题, 制程的困难度最高。
就技术延伸性分析, 干式制程除了生产芯片电感等积层组件外, 尚可 生产积层芯片复合组件, 虽然湿式制程与半干式制程同样也可用来生产 积层芯片复合组件, 但若考虑产品的良率, 则以干式制程为最佳的选择。
湿式制程的流程与半湿式相当的类似，两者唯一的差别在于 上下基板的制作方式，湿式法为利用印刷方式制作基板，而半湿 式是利用生胚薄片。
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图一: 芯片电感制程-半干式
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干式制程不以交叉网印的方式制作积层芯片电感的内部线圈, 而 先以括刀成形的技术制作磁芯材质的生胚薄带, 然后在生胚薄片上制 作穿孔(Via Hole), 于孔中填入内部电极, 并再生胚薄片上做内部线圈 的厚膜网印, 再按序积层压合, 藉穿孔来连接层与层之间的导线, 而成 一组线圈。此法的关键技术在于生胚的稳定度与积层压合时的精准对 位, 至于后段的切割、共烧等程序与半湿式或湿式相同, 详如下图所示。
电感基础知识课件
L=ψ/I= Nφ/I
电感基础知识
產品應用
電感主要應用範圍遍及電腦週邊設備,通訊類和消費 類電子產品等，如筆記本型電腦、主機板、數據機、VGA 卡、繪圖卡、數位相機、掃瞄器、行動電話、LCD MONITOR、ADSL MODEN與PDA等多項產品，具體如下：
• (一)鐵心. (CORE)
1.分類: (1). 按照形狀區分: EE、EI、EFD、R、DR、EEL、
EER、RM、UTD、ET、UU、EP、UT. (2). 按其鐵芯材質分:
軟性鐵氧體(Soft ferrite)、 鐵粉芯(Iron Powder)、 鐵鎳合金(molypermalloy)、 鐵硅鋁合金（sendust)等.
电感基础知识
電感 所謂的電感(Inductor),可以用一句話來說明,即是 僅由導線卷線而成的電子零件,其與電阻器和電容器並 列為電路上最基本的零件,是構成電路的主要零件.
電感器中使用鐵芯的目的是為了將線圈所產生的磁 束,全部拘限收束在鐵芯內部,使電感器的周圍即使有 導電性的物體存在,也不會產生能量損失.
PEW
(4)UEW外覆Nylon漆包線
UEW-NY(UEWY)
(5) PEW外覆Nylon漆包線
PEW-NY
电感基础知识
電感常用材料
2.耐溫等級:
等級 Y A
E B F H H+ C
溫度 90 105 120 130 155 180 200 220 ℃℃ ℃ ℃ ℃℃℃ ℃
PVF
信号完整性基础培训课件(PPT 54张)
B 0 . 8566 ( 0 . 0294 ) ln( W ) ( 0 . 00239 ) H ( 0 . 0101 ) r r
W=走线宽度（mil） H=走线和参考层之间的距离（mil） 由公式可知分子
永远不会比1.0大。信号在微带线中的传播速度永远不会比在带状线（周围是相同的材料） 中慢。公式是从上面是空气下面是电介质材料的简单微带线中得出的。如果是嵌入式微带线， 分子要相对大一些（传播速度要慢一些），但是不会超过1.0这个极限值。
频域：自变量是频率,即横轴是频率,纵轴是该频率信号的幅度,也就是通常说的频谱图。频谱图描 述了信号的频率结构及频率与该频率信号幅度的关系 。
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1. 信号完整性基础知识
时域和频域的关系 频域
（不显示负向变换）
（不显示负向变换）
频域平面
时域平面
频域
时域
1.2 信号完整性的影响因素
第二章 案例分析
反射案例分析 串扰案例分析 电源完整性案例分析 电磁干扰案例分析 插入损耗案例分析
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1. 信号完整性基础知识
1.1 基本概念
1.1.1 时域和频域
时域和频域的概念
时域：时域是描述数学函数或物理信号对时间的关系。例如一个信号的时域波形可以表达信号随 着时间的变化。时域是真实世界，是惟一实际存在的域。因为我们的经历都是在时域中发展和验 证的，已经习惯于事件按时间的先后顺序地发生。而评估数字产品的性能时，通常在时域中进行 分析，因为产品的性能最终就是在时域中测量的。
XY Plot 2
1000.00
MY2: 880.0000
Circuit1
Curve Info
ANSOFT
信号完整性系列讲座之一：电感讲解
趋肤效应
高频时，信号只在导体的表面很薄的一层 流动。
趋肤效应引起：电流流过的横截面积很薄， 所以导线阻抗变大。信号频率越高，在导 线上传输时，衰减越大。
颜色越淡，电流密度越大
10 信号路径
信号存在于一个回路中。信号传输路径由 信号路径和返回路径构成。
下图中的GND、VCC_5V都可以是返回路径
路为基础，研究数字电路的模拟特性。主要包含 两个方面：信号的幅度(电压)和信号时序。
与信号完整性噪声问题有关的四类噪声源：
1、单一网络的信号质量
2、多网络间的串扰
3、电源与地分配中的轨道塌陷
4、来自整个系统的电磁干扰和辐射
4.本讲座讨论范围
本讲座主要讲解了：影响信号完整性的一 个因素—电感以及与信号完整性有关的理 论知识、在电路板设计中需要注意的事项
电流的周围。对于1段直导线，如图所示：
若导线中电流流过，那么在导线周围将产 生同心的环形磁力线圈。自上而下，导线 周围都存在磁力线圈。距离电流表面越远， 所遇到的磁力线圈数就越少。如果距离电 流表面足够远，则磁力线圈数将非常少。
（2）如何衡量磁力线圈的多少
以韦伯为单位来计算电流周围的磁力线圈 匝数。
该信号是怎么产生的？
2.研究信号完整性的意义
若在电路板设计时不考虑信号完整性的影 响，逻辑功能正确的电路在调试时往往会 无法正常工作 。
为了电路能够正常工作，在电路设计过程 中需要掌握信号完整性的知识指导电路设 计。
3.信号完整性的研究范围
目前一般讨论的信号完整性基本上以研究数字电
（3）影响磁力线圈匝数的多少有哪 些因素？
因素有很多。主要： 1.导体电流的大小。电流增大一倍，电流周围磁
于博士-信号完整性
信号完整性一、什么是信号完整性?如果你发现，以前低速时代积累的设计经验现在似乎都不灵了，同样的设计，以前没问题，可是现在却无法工作，那么恭喜你，你碰到了硬件设计中最核心的问题：信号完整性。
早一天遇到，对你来说是好事。
在过去的低速时代，电平跳变时信号上升时间较长，通常几个ns。
器件间的互连线不至于影响电路的功能，没必要关心信号完整性问题。
但在今天的高速时代，随着IC输出开关速度的提高，很多都在皮秒级，不管信号周期如何，几乎所有设计都遇到了信号完整性问题。
另外，对低功耗追求使得内核电压越来越低，1.2v内核电压已经很常见了。
因此系统能容忍的噪声余量越来越小，这也使得信号完整性问题更加突出。
广义上讲，信号完整性是指在电路设计中互连线引起的所有问题，它主要研究互连线的电气特性参数与数字信号的电压电流波形相互作用后，如何影响到产品性能的问题。
主要表现在对时序的影响、信号振铃、信号反射、近端串扰、远端串扰、开关噪声、非单调性、地弹、电源反弹、衰减、容性负载、电磁辐射、电磁干扰等。
信号完整性问题的根源在于信号上升时间的减小。
即使布线拓扑结构没有变化，如果采用了信号上升时间很小的IC芯片，现有设计也将处于临界状态或者停止工作。
下面谈谈几种常见的信号完整性问题。
反射：图1显示了信号反射引起的波形畸变。
看起来就像振铃，拿出你制作的电路板，测一测各种信号，比如时钟输出或是高速数据线输出，看看是不是存在这种波形。
如果有，那么你该对信号完整性问题有个感性的认识了，对，这就是一种信号完整性问题。
很多硬件工程师都会在时钟输出信号上串接一个小电阻，至于为什么，他们中很多人都说不清楚，他们会说，很多成熟设计上都有，照着做的。
或许你知道，可是确实很多人说不清这个小小电阻的作用，包括很多有了三四年经验的硬件工程师，很惊讶么?可这确实是事实，我碰到过很多。
其实这个小电阻的作用就是为了解决信号反射问题。
而且随着电阻的加大，振铃会消失，但你会发现信号上升沿不再那么陡峭了。
电感_课件
伍尔特，TDK（网站）选型，以下图片中，特性参数随环境变化规律电感1、电感概念：电感是闭合回路的一种属性，是导线内通过交流电流时，在导线的内部及其周围产生交变磁通，导线的磁通量与生产此磁通的电流之比。
当电感中通过直流电流时，其周围只呈现固定的磁力线，不随时间而变化；可是当在线圈中通过交流电流时，其周围将呈现出随时间而变化的磁力线。
根据法拉弟电磁感应定律－磁生电来分析，变化的磁力线在线圈两端会产生感应电势，此感应电势相当于一个“新电源”。
当形成闭合回路时，此感应电势就要产生感应电流。
由楞次定律知道感应电流所产生的磁力线总量要力图阻止原来磁力线的变化的。
由于原来磁力线变化来源于外加交变电源的变化，故从客观效果看，电感线圈有阻止交流电路中电流变化的特性。
当电感线圈接到交流电源上时，线圈内部的磁力线将随电流的交变而时刻在变化着，致使线圈不断产生电磁感应。
这种因线圈本身电流的变化而产生的电动势，称为“自感电动势”。
电感量只是一个与线圈的圈数、大小形状和介质有关的一个参量，它是电感线圈惯性的量度而与外加电流无关。
2、电感器：流过电感器的电流不能突变。
电感器(Inductor)是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件。
电感器的结构类似于变压器，但只有一个绕组（两个线头）。
电感器的特性与电容器的特性正好相反，它具有阻止交流电通过而让直流电顺利通过的特性。
直流信号通过线圈时的电阻就是导线本身的电阻压降很小；当交流信号通过线圈时，线圈两端将会产生自感电动势，自感电动势的方向与外加电压的方向相反，阻碍交流的通过，所以电感器的特性是通直流、阻交流，频率越高，线圈阻抗越大。
电感器在电路中经常和电容器一起工作，构成LC滤波器、LC振荡器等。
另外，人们还利用电感的特性，制造了阻流圈、变压器、继电器等。
通直流：指电感器对直流呈通路关态，如果不计电感线圈的电阻，那么直流电可以“畅通无阻”地通过电感器，对直流而言，线圈本身电阻很对直流的阻碍作用很小，所以在电路分析中往往忽略不计。
什么是信号完整性？你需要了解寄生电感、寄生电阻、寄生电容
什么是信号完整性？你需要了解寄生电感、寄生电阻、寄生电容业界经常流行这么一句话：“有两种设计师，一种是已经遇到了信号完整性问题，另一种是即将遇到信号完整性问题”。
固态硬盘作为一种高集成度的高时钟频率的硬件设备，信号完整性的重要性不言而喻。
借着这句话本文主要跟大家聊下信号完整性的一些基本内容。
什么是信号完整性?通俗来讲，信号在互连线的传输过程中，会受到互连线等因素的相互作用而使得信号发生波形畸变的一种现象，这时可以说信号在传输中被破坏了，变得“不完整”。
信号完整性没有一个唯一的规范定义，从广义上讲，指的是信号在高速产品中由互连线引起的所有问题。
高速数字系统中，信号完整性起着重要作用。
如果信号完整性有问题，可能会造成电路无法正常工作。
影响信号完整性的关键电气特性就是互连线的阻抗，它是解决信号完整性的方法核心。
1. 阻抗电路中电流所起的阻碍作用叫做阻抗。
阻抗单位为欧姆，常用Z 表示，表达式是复数:其中实部为电阻和虚部表示电抗(容抗和感抗)。
为什么用复数?电阻代表对信号幅值的衰减，电抗代表对信号相位的改变。
以下分别为电阻，电容，电感部分的阻抗：1.1特性电阻特性电阻是与传输线相关的概念，信号在传输线上的实际传输过程中，会受到传输线上寄生参数(如寄生电感、寄生电阻、寄生电容)的影响，特性阻抗就是综合传输线场景下跟这些寄生参数合成的阻抗。
用下图模型来表示单位长度的传输线：此模型下的阻抗表达式为：在实际的PCB应用中传输线的电阻部分，可以忽略不计，即上式中的R和G为0，PCB传输线特性阻抗的一般表达式：L是单位长度传输线的固有电感，C是单位长度传输线的固有电容传输线阻抗在PCB行业通常将传输线的特性阻抗简称阻抗。
1.2阻抗匹配信号在传输线上传输过程中会受到传输线的阻抗，任何阻抗的突变都会引起信号的反射和失真，过度的反射和失真会引发信号完整性问题。
阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间达到一种适合的搭配。
所以说，阻抗匹配对于一个高速数字系统是十分重要的。
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26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根