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磁珠的主要功能及其在電路中的作用介紹

描述

1.磁珠的單位是歐姆，而不是亨特，這需要特別注意。因為磁珠的單位是基于它在特定頻率下產(chǎn)生的阻抗而定的，阻抗的單位也是歐姆。磁珠的數(shù)據(jù)表通常提供頻率和阻抗的特性曲線，標(biāo)準(zhǔn)為100MHz，例如1000R@100MHz在100MHz的頻率下，磁珠的阻抗相當(dāng)于600歐姆

2.規(guī)則濾波器由無損電抗分量組成。它在電路中的功能是將阻帶頻率反射回信號源，因此這種類型的濾波器也稱為反射濾波器。當(dāng)反射濾波器的阻抗與信號源不匹配時，一部分能量將被反射回信號源，導(dǎo)致干擾電平增加。為了解決這個問題，可以在濾波器的入口線上使用鐵氧體磁環(huán)或磁珠套，利用由磁環(huán)或磁珠引起的高頻信號的渦流損耗將高頻分量轉(zhuǎn)換為熱損耗。因此，磁環(huán)和磁珠實際上吸收了高頻成分，因此它們有時被稱為吸收濾波器。

不同的鐵氧體抑制元件具有不同的最佳抑制頻率范圍。通常，磁導(dǎo)率越高，抑制的頻率就越低。此外，鐵氧體的體積越大，抑制效果越好。當(dāng)體積不變時，細長形狀比短而厚的形狀具有更好的抑制效果，并且內(nèi)徑越小，抑制效果越好。然而，在存在直流或交流偏置電流的情況下，仍然存在鐵氧體飽和的問題。抑制元件的橫截面越大，其飽和的可能性就越小，并且其能夠承受的偏置電流就越大。當(dāng)EMI吸收磁環(huán)/磁珠以抑制差模干擾時，通過它的電流值與其體積成正比，兩者之間的不平衡導(dǎo)致飽和，從而降低了組件的性能；在抑制共模干擾時，電源的兩條導(dǎo)線（正極和負極）同時穿過磁環(huán)，有效信號為差模信號。EMI吸收磁環(huán)/磁珠對其沒有影響，但對共模信號會顯示出較大的電感。使用磁環(huán)的另一個好方法是將穿過磁環(huán)的導(dǎo)線重復(fù)纏繞幾次，以增加電感。根據(jù)其抑制電磁干擾的原理，可以合理利用其抑制效果。

鐵氧體抑制元件應(yīng)安裝在干擾源附近。對于輸入/輸出電路，其位置應(yīng)盡可能靠近屏蔽外殼的入口和出口。對于由鐵氧體磁環(huán)和磁珠組成的吸收濾波器，除了選擇高磁導(dǎo)率的有損材料外，還應(yīng)注意其應(yīng)用場景。它們對電路中高頻分量的電阻約為10到幾百Q(mào)，因此在高阻抗電路中它們的作用并不明顯相反。當(dāng)用于低阻抗電路（如配電、電源或RF電路）時，它們將非常有效。

由于鐵氧體能夠衰減較高的頻率，同時允許較低的頻率幾乎暢通無阻地通過，鐵氧體已被廣泛用于EMI控制。用于EMI吸收的磁環(huán)/磁珠可以制成各種形狀，并廣泛用于各種場合。

如果在PCB板上，它可以添加到DC/DC模塊、數(shù)據(jù)電纜、電源電纜等。它吸收了所在電路上的高頻干擾信號，但不會在系統(tǒng)中產(chǎn)生新的零點和極點，也不會損害系統(tǒng)的穩(wěn)定性。它可以與功率濾波器配合使用，有效地補充濾波器高頻性能的不足，改善系統(tǒng)中的濾波特性。

磁珠專門設(shè)計用于抑制信號線和電源線上的高頻噪聲和峰值干擾，還具有吸收靜電脈沖的能力。磁珠用于吸收超高頻信號，例如一些RF電路，如PLL、振蕩電路和包含超高頻存儲器（DDRSDRAM、RAMBUS等）的電路，這些電路需要將磁珠添加到電源輸入中。電感器是LC振蕩電路、中低頻濾波電路中使用的儲能元件，其應(yīng)用頻率范圍很少超過50MHz

磁珠的主要功能是消除傳輸線結(jié)構(gòu)（電路）中存在的RF噪聲。RF能量是指添加到DC傳輸電平的AC正弦波分量，這是所需的有用信號。然而，RF能量對于沿線的電磁干擾傳輸和輻射（EMI）是無用的。為了消除這些不需要的信號能量，芯片磁珠被用作高頻電阻器（衰減器），允許直流信號通過，同時濾除交流信號。通常，高頻信號在30MHz以上，然而，低頻信號也受到芯片磁珠的影響。片狀磁珠由軟磁鐵氧體材料組成，形成具有高體積電阻率的單石結(jié)構(gòu)。渦流損耗與鐵氧體材料的電阻率成反比。渦流損耗與信號頻率的平方成正比。使用芯片磁珠的好處：小型化和輕量化在射頻噪聲的頻率范圍內(nèi)具有高阻抗，消除了傳輸線中的電磁干擾。閉合磁路結(jié)構(gòu)，更好地消除了信號串聯(lián)繞組。優(yōu)秀的磁屏蔽結(jié)構(gòu)。減小直流電阻以避免有用信號的過度衰減。顯著的高頻和阻抗特性（更好地消除射頻能量）。消除高頻放大電路中的寄生振蕩。在幾個MHZ到幾百MHZ的頻率范圍內(nèi)有效工作。

要正確選擇磁珠，必須注意以下幾點：

1.不需要的信號的頻率范圍是多少

2.誰是噪聲源

3.需要多少噪聲衰減：

4.環(huán)境條件是什么（溫度、直流電壓、結(jié)構(gòu)強度）；

5.電路和負載阻抗是多少

6.PCB板上是否有放置磁珠的空間

前三個可以通過觀察制造商提供的阻抗-頻率曲線來確定。在阻抗曲線中，三條曲線都非常重要，即電阻阻抗和總阻抗。總阻抗由ZR22TfL0）2+：=fL描述。通過該曲線，選擇磁珠模型，該磁珠模型在所需噪聲衰減的頻率范圍內(nèi)具有最大阻抗，并使低頻和直流下的信號衰減最小化。在過大的直流電壓下，芯片磁珠的阻抗特性會受到影響。此外，如果操作溫度升高過高或外部磁場過大，磁珠的阻抗將受到不利影響。

如果在PCB板上，它可以添加到DC/DC模塊、數(shù)據(jù)電纜、電源電纜等。它吸收了所在電路上的高頻干擾信號，但不會在系統(tǒng)中產(chǎn)生新的零點和極點，也不會損害系統(tǒng)的穩(wěn)定性。它可以與功率濾波器配合使用，有效地補充濾波器高頻性能的不足，改善系統(tǒng)中的濾波特性。

磁珠專門設(shè)計用于抑制信號線和電源線上的高頻噪聲和峰值干擾，還具有吸收靜電脈沖的能力。磁珠用于吸收超高頻信號，例如一些RF電路，如PLL、振蕩電路和包含超高頻存儲器（DDRSDRAM、RAMBUS等）的電路，這些電路需要將磁珠添加到電源輸入中。電感器是LC振蕩電路、中低頻濾波電路中使用的儲能元件，其應(yīng)用頻率范圍很少超過50MHz

磁珠的主要功能是消除傳輸線結(jié)構(gòu)（電路）中存在的RF噪聲。RF能量是指添加到DC傳輸電平的AC正弦波分量，這是所需的有用信號。然而，RF能量對于沿線的電磁干擾傳輸和輻射（EMI）是無用的。為了消除這些不需要的信號能量，芯片磁珠被用作高頻電阻器（衰減器），允許直流信號通過，同時濾除交流信號。通常，高頻信號在30MHz以上，然而，低頻信號也受到芯片磁珠的影響。片狀磁珠由軟磁鐵氧體材料組成，形成具有高體積電阻率的單石結(jié)構(gòu)。渦流損耗與鐵氧體材料的電阻率成反比。渦流損耗與信號頻率的平方成正比。使用芯片磁珠的好處：小型化和輕量化在射頻噪聲的頻率范圍內(nèi)具有高阻抗，消除了傳輸線中的電磁干擾。閉合磁路結(jié)構(gòu)，更好地消除了信號串聯(lián)繞組。優(yōu)秀的磁屏蔽結(jié)構(gòu)。減小直流電阻以避免有用信號的過度衰減。顯著的高頻和阻抗特性（更好地消除射頻能量）。消除高頻放大電路中的寄生振蕩。在幾個MHZ到幾百MHZ的頻率范圍內(nèi)有效工作。

要正確選擇磁珠，必須注意以下幾點：

1.不需要的信號的頻率范圍是多少

2.誰是噪聲源

3.需要多少噪聲衰減：

4.環(huán)境條件是什么（溫度、直流電壓、結(jié)構(gòu)強度）；

5.電路和負載阻抗是多少

6.PCB板上是否有放置磁珠的空間

前三個可以通過觀察制造商提供的阻抗-頻率曲線來確定。在阻抗曲線中，三條曲線都非常重要，即電阻阻抗和總阻抗。總阻抗由ZR22TfL0）2+：=fL描述。通過該曲線，選擇磁珠模型，該磁珠模型在所需噪聲衰減的頻率范圍內(nèi)具有最大阻抗，并使低頻和直流下的信號衰減最小化。在過大的直流電壓下，芯片磁珠的阻抗特性會受到影響。此外，如果操作溫度升高過高或外部磁場過大，磁珠的阻抗將受到不利影響。

使用芯片磁珠和芯片電感器的原因：是使用芯片磁球還是芯片電感劑主要取決于應(yīng)用。諧振電路中需要貼片電感器。當(dāng)需要消除不必要的EMI噪聲時，使用芯片磁珠是最佳選擇。

芯片磁珠和芯片電感器的應(yīng)用場景包括射頻和無線通信、信息技術(shù)設(shè)備、雷達探測器、汽車、手機、尋呼機、音頻設(shè)備、PDAS（個人數(shù)字助理）、無線遙控系統(tǒng)和低壓電源模塊。

芯片磁珠：在時鐘生成電路、模擬和數(shù)字電路、I/O輸入/輸出內(nèi)部連接器（如串行和并行端口、鍵盤、鼠標(biāo)、遠程通信、局域網(wǎng)）、射頻（RF）電路和易感邏輯器件之間進行濾波，濾除電源電路中的高頻傳導(dǎo)干擾，抑制計算機、機器、錄像機、電視系統(tǒng)和手機中的EMI噪聲。