?什么是磁珠？

磁珠在1930年由日本東京工業大學的加藤與五郎和武井武兩位教授發明，TDK首次生產，是電感的一種，區別就是：電感外面包裹著鐵氧體材質。

因鐵氧體具有高電阻率，低渦流損耗，高頻時依舊具有較高的磁導率的特點，所以磁珠主要用于高頻下電源或者信號的EMI去除。

為什么叫磁珠？

磁珠，英文名：Ferrite Bead，直譯為鐵氧體珠，因具亞鐵磁性（非鐵磁性）所以將其譯為磁珠。

磁珠作用

通過將電路中的高頻噪聲信號轉化為熱能來達到濾波的目的，從而保護電路中的有用信號。

在低頻段，磁珠的阻抗主要由電感的感抗構成，此時電阻值較小，磁導率較高，電感量大，對低頻噪聲信號具有顯著的反射和抑制作用。
在高頻段，隨著頻率的升高，磁導率降低，電感量減小，但此時磁芯的損耗增加，電阻成分增大，導致總阻抗增大。當高頻信號通過磁珠時，電磁干擾被有效吸收并轉化為熱能散失。

磁珠的等效電路與構成

磁珠主要特性參數：

1.阻抗 100Ω@100MHz：指100MHz頻率下的交流阻抗是100歐姆；

2.DRC直流阻抗（最好小于1ohm）：低的DRC可以保證最小壓降，帶載能力強；

3.額定電流：表示磁珠正常工作時允許的最大電流；

4.阻抗頻率曲線：如下圖一般來說頻率越高阻抗越大，但是有個極值點。

磁珠的主要參數：

R_dc：直流電阻 DC Resistance
C_par：寄生電容
R_ac：交流電阻（交流磁芯損耗）
L_bead：磁珠的線圈感抗
Rated Current：額定電流

磁珠阻抗表達式：

Z = Rdc + jwLbead // Rac // Cpar??

可以看出磁珠的阻抗Z是頻率的函數，在不同的頻率段阻抗存在變化。將帶有頻率部分簡化為電抗X，則磁珠的表達式為：Z = Rdc + jX

將上述表達式繪制成曲線，就是磁珠數據手冊中的曲線。

磁珠應用注意事項：

1.在PCB布局時，應確保磁珠盡可能靠近需要保護的電源或信號線，以實現最佳的濾波效果。此外，還需注意磁珠周圍的走線和地面布局，以最小化回路面積并減少電磁干擾。

2.磁珠在濾除信號噪聲時，因輸入阻抗較大，一般不考慮磁珠DRC直流阻抗，但在電源，音響驅動等功率輸出場合，盡量選小的DRC阻抗的磁珠。

3.磁珠的相位角也是一個重要的參數。它反映了電流和電壓之間的相位關系，進而揭示了磁珠的功率損耗特性。

4.在電源線上，磁珠主要用于濾除電源EMI噪聲，以提供更干凈的電源供應。電源線磁珠的選擇需關注工作頻率應覆蓋電源產生的輻射EMI噪聲頻率范圍，通常在100MHz-300MHz之間。額定電流需滿足電源工作時的最大電流要求，以避免磁珠過熱。阻抗峰值應高于預期噪聲頻率，以實現有效衰減。同時，建議選擇DCR較小的磁珠以提高電源效率

5. 在信號線上，磁珠的作用是抑制信號線上的高頻干擾和尖峰干擾，同時保持信號完整性。
? ? ? ? 信號線磁珠的選擇需考慮阻抗峰值頻率應至少高于信號的有效帶寬，以避免影響信號完整性。對于有功率輸出的信號（如音頻），需考慮磁珠的額定電流。為了阻抗匹配，高速信號用磁珠在100MHz左右的阻抗應接近信號線的特性阻抗。

6.噪聲頻率阻抗，要明確需要抑制的噪聲的中心頻率，并選取在該頻率下具有較高阻抗的磁珠。

7.直流電阻影響信號的衰減，選型時應確保直流電阻較低，以減少對有用信號的影響。

8.額定電流，雖然信號線通常不需要承受較大電流，但仍應確保磁珠的額定電流符合電路最大工作電流要求，避免磁珠過熱或損壞。

9.環境溫度對磁性的影響，當環境溫度升高時，磁珠的穩定性會受到影響，高溫可能導致磁珠表面活性削弱，降低其對目標分子的識別和結合能力。同時，磁珠在達到居里溫度（一般為110℃）后會失去磁性，磁導率也會發生永久性降低，從而影響其濾波效果。

10.環境溫度對阻抗的影響，隨著溫度的變化，磁珠的電阻值和電感值也會隨之變化。這種變化主要體現在高頻濾波特性上，高溫可能導致磁珠在高頻范圍內的阻抗降低，從而減弱其對高頻噪聲的抑制能力。環境溫度的升高還會增加磁珠內部的電阻，即直流電阻（DCR）。這會導致通過磁珠的有用信號衰減加劇，從而影響整體電路的性能。

?11. 環境溫度對額定電流的影響，高溫環境下，磁珠的額定電流也會受到影響。過高的溫度可能導致磁珠無法承受原有的額定電流，這需要在設計時進行降額使用，以確保電路的安全性和可靠性。
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?如果在數字電路中使用鐵氧體磁珠，則可能會發生波形中出現過沖和下沖的情況。

因為鐵氧體磁珠的電感和電路其他部分的電容（IC的輸入電容等）會引發諧振，所以這個現象很容易發生在阻抗曲線陡峭的鐵氧體磁珠上。

? ? ? ? 為了改善這種情況，可以采取與鐵氧體磁珠串聯放置一個阻尼電阻的方式。由于通過加入阻尼電阻，可以經由電阻吸收諧振能量，因此諧振會變小，從而降低過沖和下沖。

磁珠的全稱為鐵氧體磁珠濾波器(另有一種是非晶合金磁性材料制作的磁珠),是一種抗干擾元件,濾 它功能主要是消除存在于傳輸線結構（電路）中的RF噪聲,RF能量是疊加在直流傳輸電平上的交流正弦波成分,直流成分是需要的有用信號,而射頻RF能量卻是無用的電磁干擾沿著線路傳輸和輻射（EMI）。電源線去噪是磁珠常見的應用場景，碩凱電子小編給大家總結幾點，電源線去噪時，磁

珠的選型要點：

從構成上來看，磁珠是由氧磁體組成，而電感則是由磁芯和線圈組成。

從原理上來看，磁珠是把交流信號轉化為熱能，電感是把交流存儲起來并緩慢釋放出去。

從功能上來看，磁珠是用來吸收超高頻信號（例如RF電路，PLL，振蕩電路等），而電感是一種儲能元件，用在LC振蕩電路、中低頻濾波電路等，其應用頻率范圍很少超過50MHz。

磁珠的應用場景分為電源線去噪和信號線去噪這兩種，因此選型也要區別對待：

用于電源線去噪時應注意以下幾點：

第一，你要知道開關電源的工作頻率。
一般來講，電源產生的輻射EMI噪聲，通常在小于 100MHz-300MHz之間。 因此，選磁珠要選峰值頻率小于300MHz低頻型的磁珠。

第二，你要知道電源的工作電流。
對于那些放置于開關或非直流信號的磁珠，通常要講交流信號轉換有效值，以此來選擇磁珠的額定電流。額定電流值也是電源線磁珠最大的選擇要點。

第三，在滿足排版空間設計要求的情況下，你要盡力選擇大尺寸的磁珠。

第四，用電源線去噪的磁珠，DCR也是十分關鍵的參數。

尤其是對于電池供電的便攜設備，應盡量選用DCR小的磁珠，以提高電源效率。

第五，磁珠的抗阻曲線要盡量平坦。

這樣才能保證最大限度地濾除電源的高次諧波噪音。

用于信號線去噪 應注意以下幾點：

第一，搞清楚信號的工作頻率。

原則上磁珠的阻抗峰值頻率應至少高于信號的有效帶寬，否則會影響影響信號完整性，從而影響到系統的正常工作。

第二，要知道信號電流。

大多數信號（比如視頻信號）并沒有太大的電流輸出，選型時不需要考慮磁珠的額定電流。但部分信號（比如音頻信號）是有功率輸出的，在這種情況下就要考慮輸出電流。

用于信號線的磁珠，通常不需要考慮磁珠DCR，磁珠的尺寸要越小越好。最后就是磁珠的阻抗曲線要盡量陡峭，以避免影響信號完整性。

除了電源線去噪之外，片式磁珠還有更多的應用場合：時鐘發生電路,模擬電路和數字電路之間的濾波,I/O輸入/輸出內部連接器（比如串口,并口,鍵盤,鼠標,長途電信,本地局域網）,射頻（RF）電路和易受干擾的邏輯設備之間,供電電路中濾除高頻傳導干擾,計算機,打印機,錄像機（VCRS）,電視系統和手提電話中的EMI噪聲抑止。

磁珠和電感的區別

電感是儲能元件，而磁珠是能量轉換（消耗）器件

電感多用于電源濾波回路，磁珠多用于信號回路，用于EMC對策磁珠主要用于抑制電磁輻射干擾，而電感用于這方面則側重于抑制傳導性干擾。兩者都可用于處理EMC、EMI問題。磁珠是用來吸收超高頻信號，象一些RF電路，PLL，振蕩電路，含超高頻存儲器電路（DDR SDRAM，RAMBUS等）都需要在電源輸入部分加磁珠，而電感是一種蓄能元件，用在LC振蕩電路，中低頻的濾波電路等，其應用頻率范圍很少超過錯50MHZ。地的連接一般用電感，電源的連接也用電感，而對信號線則采用磁珠？?

但實際上磁珠應該也能達到吸收高頻干擾的目的啊？而且電感在高頻諧振以后都不能再起電感的作用了,先必需明白EMI的兩個途徑，即：輻射和傳導，不同的途徑采用不同的抑制方法。前者用磁珠，后者用電感。對于扳子的IO部分，是不是基于EMC的目的可以用電感將IO部分和扳子的地進行隔離，比如將USB的地和扳子的地用10uH的電感隔離可以防止插拔的噪聲干擾地平面？電感一般用于電路的匹配和信號質量的控制上。在模擬地和數字地結合的地方用磁珠。在模擬地和數字地結合的地方用磁珠。數字地和模擬地之間的磁珠用多大,磁珠的大小（確切的說應該是磁珠的特性曲線),取決于你需要磁珠吸收的干擾波的頻率,為什么磁珠的單位和電阻是一樣的呢？？都是歐姆！！磁珠就是阻高頻嘛，對直流電阻低，對高頻電阻高，不就好理解了嗎， 比如1000R@100Mhz就是說對100M頻率的信號有1000歐姆的電阻,因為磁珠的單位是按照它在某一頻率產生的阻抗來標稱的，阻抗的單位也是歐姆。磁珠的datasheet上一般會附有頻率和阻抗的特性曲線圖。一般以100MHz為標準，比如2012B601，就是指在100MHz的時候磁珠的Impedance為600歐姆。

補充：

磁珠的選型：
磁珠主要用于EMI差模噪聲抑制，他的直流阻抗很小，在高頻下卻有較高阻抗，一般說的600R是指100MHZ測試頻率下的阻抗值。選擇磁珠應考慮兩方面：一是電路中噪聲干擾的情況，二是需要通過的電流大小。要大概了解噪聲的頻率、強度，不同的磁珠的頻率阻抗曲線是不同的，要選在噪聲中心頻率磁珠阻抗較高的那種。噪聲干擾大的要選阻抗高一點的，但并不是阻抗越高越好，因為阻抗越高DCR也越高，對有用信號的衰減也越大。但一般也沒有很明確的計算和選擇的標準，主要看實際使用的效果，120R-600R之間都很常用。然后要看通過電流大小，如果用在電源線部分則要選額定電流較大的型號，用在信號線部分則一般額定電流要求不高。另外磁珠一般是阻抗越大額定電流越小。
? ? ?磁珠的選擇要根據實際情況來進行。比如對于3.3V、300mA電源，要求3.3V不能低于3.0V
，那么磁珠的直流電阻DCR就應該小于1R，這種情況一般選擇0.5R，放置參數漂移。對噪聲的抑止能力來說，如果要求對于100MHZ的、300mVpp的噪聲，經過磁珠以后達到50mVpp的水平，假設負載為45歐姆，那么就應該選擇225R@100Mhz,DCR<1R的磁珠
樓上的,45歐的阻抗是怎么估計出來的?225R又是怎么算出來的？
(45ohm/50mV)*250mV=225ohm
首先你要知道你要濾除的噪聲的頻段，然后選一個在該頻段選一個合適的阻抗（實際的可以通過仿真得出大概要多大，仿真模型可以向廠商要），第二步確定該電路通過的最大電流，電路流過的電流確定了也意味著你要選多大額定電流的磁珠，接下來是確定磁珠的DCR（直流阻抗），根據后一級電路電壓供電的范圍就能算出允許的磁珠的DCR的范圍。封裝的話自己看著辦了。最后提醒一下啊，磁珠的阻抗在你加電壓后和規格書上的有點差別
要正確的選擇磁珠，必須注意以下幾點：

　　1、不需要的信號的頻率范圍為多少；
　　2、噪聲源是誰；
　　3、需要多大的噪聲衰減；
　　4、環境條件是什么（溫度，直流電壓，結構強度）；
　　5、電路和負載阻抗是多少；
　　6、是否有空間在PCB板上放置磁珠；前三條通過觀察廠家提供的阻抗頻率曲線就可以判斷。

　　在阻抗曲線中三條曲線都非常重要，即電阻，感抗和總阻抗。總阻抗通過ZR22πfL()2+:=fL來描述。典型的阻抗曲線如下圖所示：通過這一曲線，選擇在希望衰減噪聲的頻率范圍內具有最大阻抗而在低頻和直流下信號衰減盡量小的磁珠型號。 片式磁珠在過大的直流電壓下，阻抗特性會受到影響，另外，如果工作溫升過高，或者外部磁場過大，磁珠的阻抗都會受到不利的影響。 使用片式磁珠和片式電感的原因： 是使用片式磁珠還是片式電感主要還在于應用。在諧振電路中需要使用片式電感。而需要消除不需要的EMI噪聲時，使用片式磁珠是最佳的選擇。 片式磁珠和片式電感的應用場合： 片式電感： 射頻（RF）和無線通訊，信息技術設備，雷達檢波器，汽車電子，蜂窩電話，尋呼機，音頻設備，PDAs（個人數字助理），無線遙控系統以及低壓供電模塊等。片式磁珠：時鐘發生電路，模擬電路和數字電路之間的濾波，I/O輸入/輸出內部連接器（比如串口，并口，鍵盤，鼠標，長途電信，本地局域網），射頻（RF）電路和易受干擾的邏輯設備之間，供電電路中濾除高頻傳導干擾，計算機，打印機，錄像機（VCRS）,電視系統和手提電話中的EMI噪聲抑止。在產品數字電路EMC設計過程中，我們常常會使用到磁珠，那么磁珠濾波的原理以及如何使用呢？
? ? 鐵氧體材料是鐵鎂合金或鐵鎳合金，這種材料具有很高的導磁率，他可以是電感的線圈繞組之間
在高頻高阻的情況下產生的電容最小。鐵氧體材料通常在高頻情況下應用，因為在低頻時他們主要程電感特性，使得線上的損耗很小。在高頻情況下，他們主要呈電抗特性比并且隨頻率改變。實際應用中，鐵氧體材料是作為射頻電路的高頻衰減器使用的。實際上，鐵氧體較好的等效于電阻以及電感的并聯，低頻下電阻被電感短路，高頻下電感阻抗變得相當高，以至于電流全部通過電阻。鐵氧體是一個消耗裝置，高頻能量在上面轉化為熱能，這是由他的電阻特性決定的。
? ? 鐵氧體磁珠與普通的電感相比具有更好的高頻濾波特性。鐵氧體在高頻時呈現電阻性，相當于品
質因數很低的電感器，所以能在相當寬的頻率范圍內保持較高的阻抗，從而提高高頻濾波效能。
? ? 在低頻段，阻抗由電感的感抗構成，低頻時R很小，磁芯的磁導率較高，因此電感量較大，L起主要作用，電磁干擾被反射而受到抑制；并且這時磁芯的損耗較小，整個器件是一個低損耗、高Q特性的電感，這種電感容易造成諧振因此在低頻段，有時可能出現使用鐵氧體磁珠后干擾增強的現象。
? ? 在高頻段，阻抗由電阻成分構成，隨著頻率升高，磁芯的磁導率降低，導致電感的電感量減小，
感抗成分減小 但是，這時磁芯的損耗增加，電阻成分增加，導致總的阻抗增加，當高頻信號通過鐵氧體時，電磁干擾被吸收并轉換成熱能的形式耗散掉。
? ? 鐵氧體抑制元件廣泛應用于印制電路板、電源線和數據線上。如在印制板的電源線入口端加上鐵
氧體抑制元件，就可以濾除高頻干擾。鐵氧體磁環或磁珠專用于抑制信號線、電源線上的高頻干擾和尖峰干擾，它也具有吸收靜電放電脈沖干擾的能力。
? ? 使用片式磁珠還是片式電感主要還在于實際應用場合。在諧振電路中需要使用片式電感。而需要
消除不需要的EMI噪聲時，使用片式磁珠是最佳的選擇。片式磁珠和片式電感的應用場合：片式電感：射頻（RF）和無線通訊，信息技術設備，雷達檢波器，汽車電子，蜂窩電話，尋呼機，音頻設備，PDAs（個人數字助理），無線遙控系統以及低壓供電模塊等。片式磁珠：時鐘發生電路，模擬電路和數字電路之間的濾波，I/O輸入/輸出內部連接器（比如串口，并口，鍵盤，鼠標，長途電信，本地局域網），射頻（RF）電路和易受干擾的邏輯設備之間，供電電路中濾除高頻傳導干擾，計算機，打印機，錄像機（VCRS）,電視系統和手提電話中的EMI噪聲抑止。

磁珠的單位是歐姆，因為磁珠的單位是按照它在某一頻率產生的阻抗來標稱的，阻抗的單位也是歐姆。磁珠的DATASHEET上一般會提供頻率和阻抗的特性曲線圖，一般以100MHz為標準，比如是在100MHz頻率的時候磁珠的阻抗相當于1000歐姆。針對我們所要濾波的頻段需要選取磁珠阻抗越大越好，通常情況下選取600歐姆阻抗以上的。
另外選擇磁珠時需要注意磁珠的通流量，一般需要降額80％處理，用在電源電路時要考慮直流阻
抗對壓降影響。

磁珠的用例

例子1： 簡單地說，就是有個數字模塊的地與主系統的地通過磁珠連接。在測試ESD時，設備就復位重啟。拆掉磁珠，直接短接，測試ESD pass。 靜電重在疏而不是堵。

例子２：某款藍牙音箱，對外露的USB端口進行接觸放電，音箱斷電斷電無法進行工作。因為USB的金屬外殼是與系統地直接連接的，把系統地完整性弄好和電源加TVS管，有改善但沒解決。因此，直接在USB金屬殼與系統地直接串了磁珠，靜電測試通過。

這個案子是直接采用堵的方法。由于板子的layout和結構不一樣，采用疏或堵要具體考慮。

例子３：某工業產品的售后機器上，經分析串在電源輸入上的磁珠燒毀。產品的電電源是24V 0.3A，選的磁珠是1A的，單從規格降額上看沒有問題。在現場測試電源端口的信號，有幅值很高的連續脈沖干擾。

該磁珠長時間處于高幅值干擾下，會發熱，散熱不好的話，磁珠會不斷升溫，導致燒毀。

該磁珠主要用來濾除高頻干擾，解決方法是把磁珠改為共模電感（電源和地接法）。

例子4：某控制系統產品在現場測試遇到干擾死機。采用模擬干擾信號的方法來分析，用電壓脈沖模擬干擾信號，直接加在溫度探頭上，會一定概率導致死機，把溫度采集模塊的模擬地與數字地之間的磁珠換成0R電阻，不會出現死機現象。

由于磁珠的感性，加上脈沖時相當于儲能，撤掉脈沖時，會產生反向電動勢，導致數字地太高，因此使得系統死機。

數字地和模擬地之間盡量不采用磁珠隔離。

有個帖子：進入同一個單片機的不同地線之間不得有磁珠或電感。原因很簡單，高幅度的高頻噪聲可造成地平面間有較高幅值的高頻交流電，單片機內部壓差很可能超過極限，在高可靠性產品（軍用以及航空）中是非常危險的。

磁珠的失效

磁珠失效分析主要是機械應力和熱應力：

1、外力或機械應力會導致磁珠一體化Crack或破損，導致開路。

2、過流會直接導致磁珠燒毀開路。

3、磁珠一致性不好，參數達不到規格要求，導致過流或過熱后燒毀。

硬件學習之器件篇-磁珠-CSDN博客