EMC磁珠究竟是什么特性?(1)
方才偶尔看了本刊的两篇有关磁珠的专家博文，这两篇博文都是讲磁珠的。其间一篇是讲磁珠与电感的差异，另一篇讲磁珠其实便是一电阻特性，其实这样的说法都是不精确的。
磁珠(Ferrite bead)的等效电路是一个DCR电阻串联一个电感并联一个电容和一个电阻。DCR是一个稳定值，但后边三个元件都是频率的函数，也便是说它们的感抗，容抗和阻抗会跟着频率的改变而改变，当然它们阻值，感值和容值都非常小。
从等效电路中可以看到，当频率低于fL(LC谐振频率)时，磁珠呈现电感特性;当频率等于fL时，磁珠是一个纯电阻，此刻磁珠的阻抗(impedance)最大;当频率高于谐振频率点fL时，磁珠则呈现电容特性。
EMI选用磁珠的准则便是磁珠的阻抗在EMI噪声频率处最大。比方假设EMI噪声的最大值在200MHz,那你挑选的时分就要看磁珠的特性曲线，其阻抗的最大值应该在200MHz左右。
下图是一个磁珠的实践的特性曲线图。咱们可以看到这个磁珠的峰值点呈现在1GHz左右。在峰点时，阻抗(Z)曲线的值与电阻(R)的持平。也便是说这个磁珠在1GHz时，是个纯电阻，并且阻抗值最大。
Z: impedance R: R( f) X1: L\\C
EMC磁珠究竟是什么特性?(2)
前面简略介绍了EMI磁珠的根本特性曲线。从磁珠的阻抗曲线来看，其实它的特性便是可以用来做高频信号滤波器。
需求留意的是，一般咱们看到的厂家供给的磁珠阻抗曲线，都是在无偏置电流状况下测验得到的曲线。
但大部分磁珠一般被放在电源线上用来滤除电源的EMI噪声。而在有偏置电流的状况下，磁珠的特性会发生一些改变。下面是某个0805尺度 额定电流500mA的磁珠在不同的偏置电流下的阻抗曲线。咱们可以看到，跟着电流的添加，磁珠的峰值阻抗会变小，一起阻抗峰值点的频率也会变高。
在进一步论述磁珠的特性之前，让咱们先来看一下磁珠的首要特性目标的界说：
Z (阻抗，impedance ohm) :磁珠等下电路中所有元件的阻抗之和,它是频率的函数。一般咱们都用磁珠在100MHz时的阻抗值作为磁珠阻抗值。
DCR (ohm): 磁珠导体的的直流电阻。
额定电流：当磁珠装置于印刷线路板并参加稳定电流，本身温升由室温上升40C时的电流值。
那么EMI磁珠有不计其数种，阻抗曲线也各不相同，咱们应该如依据咱们的实践使用挑选适宜的磁珠呢?
EMC磁珠究竟是什么特性?(3)
让咱们首要来看一下阻抗值同为600ohm@100MHz但尺度巨细不同的磁珠在不同偏置电流电流和作业频率下的特性。
上面是四个不同巨细的磁珠别离作业在0A，100mA偏置电流及在100MHz,500MHz和1GHz作业频率下的阻抗值。
从上表的测验数据中可以看出，1206尺度的磁珠在低频100MHz作业时，其阻抗值仅从0A下的600ohm减小到100mA偏置电流下的550ohm,而0402尺度的磁珠阻抗值却从0A下的600ohm大幅减小为175ohm。
由此看来，在低频大偏置电流使用的状况下，应该挑选大尺度的磁珠，其阻抗特性会更好一些。
让咱们来看一下磁珠在高频作业时的景象。
1206尺度的磁珠其1GHz下的阻抗从100MHz下的600ohm大幅减小为105ohm,而0402尺度的磁珠其1GHz下的阻抗则只由100MHz下的600ohm小幅减小为399ohm。
这也便是说，在低频大偏置电流的状况下，咱们应该挑选较大尺度的磁珠，而在高频使用中，咱们应该尽量挑选小尺度的磁珠。
至于为什么巨细磁珠会表现为如此特性，期望看了前面磁珠特性的读者会自己找到答案。
EMC磁珠究竟是什么特性?(4)
让咱们再来看一下下面两个不同曲线特征的磁珠A和磁珠B使用于信号线时的状况。
磁珠A和磁珠B的阻抗峰值都在100MHz和200MHz之间，但磁珠A阻抗频率曲线比较平整，磁珠B则比较峻峭。
咱们将两个磁珠别离放在如下的20MHz的信号线上，看看对信号输出会发生什么样的影响。
波形测验点
下面是用示波器别离量测磁珠输出端的波形图
从输出波形来看，磁珠B的输出波形失真要显着小于磁珠A。
原因是磁珠B的阻抗频率波形比较峻峭，其阻抗在200MHz时较高，只对200MHz邻近的信号的衰减较大，但对频谱很宽的方波波形影响较小。而磁珠A的阻抗频率特性比较平整，其对信号的衰减频谱也比较宽，因而对方波的波形影响也较大。
下面是上述三种状况对应的EMI测验成果。成果是磁珠A和磁珠B都会对EMI噪声发生很大的衰减。磁珠A在整个EMI频谱规模内的衰减要稍好于磁珠B。
因而，在详细选用磁珠时，阻抗频率特性平整型的磁珠A比较适宜使用于电源线，而频率特性比较峻峭的磁珠B则较适宜使用于信号线。磁珠B在使用于信号线时，可以在尽量坚持信号完整性的状况下，尽或许只对EMI频率邻近的噪声发生最大的衰减。
EMC磁珠究竟是什么特性?(5)
EMC磁珠使用于电子线路中按捺EMI,首要有两种使用： 1.最常见用于电源线。2.用于信号线像音频，视频线等。那应该怎么依据实践使用从千万种不同特性的EMC磁珠中挑选适宜的磁珠用于自己的体系规划呢?
向前面所述，假设要选用磁珠用于电源线，应该做怎么挑选呢?
首 先，要知道开关电源的作业频率。一般大多数开关电源作业于几百KHz，少量的可以作业到几MHz. 这个频率根本上是在传导辐射的频率规模。关于起始于30MHz辐射频率来讲，归于低频的规模。一般来讲，电源发生的辐射EMI噪声，一般在小于 100MHz-300MHz规模. 因而，挑选磁珠用选用峰值频率小于300MHz低频型的磁珠。
其次，便是要知道电源的作业电流。关于哪些放置于开关或非直流信号的磁珠，一般要讲沟通信号转化有用值，以此来挑选磁珠的额定电流。
关于用于电源线磁珠尺度，像咱们前面讲到的，在满意排版空间规划要求状况下，要尽量选用大尺度的磁珠。
用于电源线的磁珠，DCR是非常要害的参数，特别是关于电池供电的便携式设备，像手机，平板电脑等。应尽量选用DCR小的磁珠用于电源线，以进步电源功率。
当然，从按捺EMI的视点来讲，磁珠的峰值阻抗越高越好。但一般，磁珠的阻抗与DCR成反比联系。需哟依据实践的使用状况，在DCR和阻抗间做一折中挑选。
最终，就像前面所讲的，磁珠的阻抗曲线要尽量平整，以最大极限的滤除电源的高次谐波噪声。
EMC磁珠究竟是什么特性?(6)
假设磁珠用于信号线，那应该怎么挑选磁珠的品种呢?
首要，咱们应该知道磁珠要用于何种信号线，比方是音频，视频仍是其他。这也便是说应该知道信号的作业频率。准则上，磁珠的阻抗峰值频率应至少高于信号的有用带宽，否则会影响影响信号完整性，然后影响体系的正常作业。即便关于像音频之类的低频信号，由于音频信号一般是由音频解码器解码而来，其EMI噪声一般是音频解码器的几十MHz的时钟频率谐波。因而，即便是低频的音频信号，其EMI噪声一般也会是高达几十乃至几百MHz的高频噪声。
其次，要知道信号电流。关于大多数信号而言，像视频，RS232等，仅仅是信号罢了，并没有太大的电流输出，因而一般不需求考虑磁珠的额定电流。但关于音频信号，一般是有功率输出的，此刻磁珠的挑选就要考虑输出电流。此刻要将音频信号折算成有用值来选取恰当额定电流的磁珠。
峰值阻抗应挑选在或许呈现EMI问题的频率点邻近。
用于高速信号的磁珠要留意阻抗匹配，比方用于视频信号线的磁珠阻抗在100MHz左右要在50欧姆左右。
用于信号线的磁珠，一般不需求考虑磁珠DCR，磁珠的尺度要越小越好。
最终便是磁珠的阻抗曲线要尽量峻峭，避免影响信号完整性。
小磁珠，大学识!
希望这几篇拙文可以给广大读者有些协助。
