Circuitos de radiofrequência (RF) e micro-ondas em aplicações como radar, ressonância magnética (MRI), sistemas de comunicação e dispositivos eletrônicos médicos exigem componentes passivos específicos de aplicação precisos, estáveis e de baixa perda. Estes requisitos são particularmente aplicáveis aos indutores, uma vez que devem ter um valor de indutância estável e ser minimamente afetados pela temperatura e frequência. Eles também devem minimizar perdas e evitar frequências auto-ressonantes (SRFs) dentro da largura de banda da aplicação para manter a integridade do sinal.
Este artigo analisa os requisitos e características dos indutores em aplicações de RF. Em seguida, foram introduzidos os indutores de núcleo cerâmico de alto Q da Knowles, que os projetistas podem usar para atender aos requisitos de aplicação de RF mais exigentes.
Indutores em circuitos de RF
Os indutores são componentes reativos passivos que neutralizam as mudanças na corrente armazenando energia em um campo magnético. Eles são compostos por uma bobina com estrutura relativamente simples, mas a bobina gera diversos elementos parasitas. O circuito equivalente de um indutor inclui indutância e capacitância de chumbo, resistência de bobina e capacitância espira a espira. (Figura 1).
Diagrama de circuito equivalente do indutor
Figura 1: O circuito equivalente de um indutor inclui componentes parasitas como indutância, capacitância e resistência. (Fonte da imagem: Art Pini)
Os indutores têm várias funções em circuitos de RF, desde simples bobinas usadas para isolar componentes de sinal CA e CC até dispositivos de ajuste fino usados em circuitos e filtros de armazenamento de energia. Eles operam em frequências de rádio e micro-ondas e, para minimizar a reflexão e as ondas estacionárias, devem ser utilizados em seu projeto componentes com menor capacitância e indutância parasitas. Nessas aplicações, os efeitos dependentes da frequência, como o efeito pelicular e a radiação, também devem ser considerados. Os indutores de RF não toleram perdas ao processar sinais pequenos e exigem alto fator de qualidade (Q) e baixa resistência em série equivalente (ESR). Portanto, as especificações do indutor não incluem apenas indutância, tolerância e potência nominal, mas também incluem alguns requisitos específicos de RF, principalmente valor Q, SRF e ESR.