2003
大家好，这里是大话硬件，好久不见哈！
今天想给大家分享一下我总结磁珠方面的内容，大家一起交流讨论讨论。
磁珠想必大家都不陌生，很多人见过，用过，但是不知是否有总结过呢？
我印象比较深刻的是，在一次面试的时候，面试官问我磁珠和电感在滤波方面的区别。那是我第一次对磁珠这个东西有了概念。在后来，在工作中看别人用，自己用，再到现在自己总结，给别人讲磁珠。
1. 磁珠的定义
磁珠是一种被动组件，用来抑制电路中的高频噪声。磁珠是一种特别的扼流圈，其成分多半为铁氧体，利用其高频电流产生的热耗散来抑制高频噪声。磁珠有时也称为磁环、EMI滤波器、铁芯等（维基百科）。
2. 磁珠的用法
磁珠的主要原料为铁氧体，专用于两种场合，抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰。磁珠有很高的电阻率和磁导率。
3. 磁珠滤波作用
电容的滤波原理
电感的滤波原理
磁珠的等效电路
从上述的曲线可以看出，磁珠阻抗为了三个区域，低频段电感占主导，呈现电感的特性；中间段电阻占主导，呈现电阻的特性；高频段电容占主导，呈现电容的特性。Z表示阻抗整体，R表示阻抗的电阻成分、X表示电抗成分。也可以看成是，Z表示综合的静噪性能、R表示通过磁损耗吸收噪声的性能、X表示通过阻抗成分使噪声反弹的性能。
还有一种磁珠的等效模型，等效于电阻和电感串联，但电阻值和电感值都随频率变化，相比较而言，磁珠比普通的电感有更好的高频滤波特性，在高频时呈现阻性，并且能在相当宽的频率范围内保持较高的阻抗，从而有很好的起到吸收噪声的效果。
在这种模型等效下，更容易理解磁珠，在低频的时候，磁珠等效为电感，此时的交流电阻很低，而在高频的时候，磁珠等效为电阻。如下图所示。
使用这种等效模型分析原理基本一致，不做更多的赘述。
磁珠滤波原理
磁珠用在信号线上滤波，主要是用它中间段的特性，即呈现电阻性。当噪声通过磁珠时，会在电阻上产生热量，能量电信号转换成了热能量。如下图所示。
当然，如果信号经过电阻就能产生热量，根据焦耳热的公式：
在一定的时间内要产生足够的热量，要么是电流大，或者是电阻大才能满足条件。而磁珠一般用在电源线上或者信号线上，对于信号线上的噪声，电流可能是mA甚至是级别，因此这么小的电流通过磁珠就能转换成热量，只能说明此时磁珠表现为一个高电阻值的器件。
结合TDK磁珠MMZ2012S102A阻抗曲线可以看出，阻抗在100MHz的信号频率下为1100Ω，和上面分析消除噪声是利用高阻抗的原理吻合。
既然是高阻值就能消除噪声，为什么不直接在信号上放MΩ级别的电阻呢？显然不行，因为在信号线或者电源线上，如果是直流信号，使用一个MΩ级别的电阻，大部分压降都在电阻上消耗了，完全不符合设计的初衷。但是磁珠不会，因为磁珠在低频段阻抗很小，只是在高频段才能呈现高阻抗，而噪声信号一般都在几十MHz~几百MHz以上，刚好磁珠阻抗在这个频段高，因此能消除噪声。
此时磁珠表征出的特性如曲线红色区间所示。
（2）当信号频率上升后（30M~1000M），磁珠的等效模型如下
此时磁珠表征出的特性如曲线黄色区间所示。
（3）当信号频率非常高时（1000M以上），磁珠的等效模型如下
此时磁珠表征出的特性如曲线绿色区间所示。
4.磁珠滤波电路举例
信号线上用磁珠
如果在信号线上有尖峰噪声，使用磁珠可以吸收掉高频的毛刺，对原始信号进行了滤波。左图为带有噪声的信号，右图是经过磁珠后的输出信号。
电源线上用磁珠
此时磁珠的选型如下
另外一种使用方法是在芯片输入端增加磁珠，如下图所示：这种使用方法是想将外部电源上的噪声进行滤除，防止进入后级的电路中。
在这种使用方法中，需要注意两点，磁珠的选型通流能力需要满足负载在电流的需求，另外在磁珠后面需要增加去耦电容。
EMC上用磁珠
因此，EMC上使用磁珠更多的是结果，而不是原因。
5.问题讨论
6.磁珠总结目录
仅仅磁珠总结了近万字，今天分享了前2个小节，还有对磁珠细节的讲解。
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