1：什么是磁珠

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。

磁珠是滤波常用的器件，铁，镍，锌氧化物混合而成，所以称为铁氧体磁珠，铁氧体磁珠因为电阻率非常高，磁导率（100~1500）较高的特性，串接在信号或电源通路上，用于抑制高频噪声。当电流流过铁氧体磁珠时，低频电流可以几乎无衰减地流过，但高频电流却会受到很大的损耗，转变成热量散发。

（TDK磁珠：阻抗特性图）

2：磁珠的等效电路

其中：

Rdc：直流电阻（一般为毫欧级，如下图）

Cpar：寄生电容

Rac：交流电阻（交流磁芯损耗）

Lbead：磁珠的线圈感抗

 磁珠的阻抗表达式：

Z = Rdc + jwLbead // Rac // Cpar

可以看出磁珠的阻抗Z是频率的函数，在不同的频率段阻抗存在变化。将带有频率部分简化为电抗X，则磁珠的表达式为：

Z = Rdc + jX

将上述表达式绘制成曲线，就是磁珠数据手册中的曲线。

 从上述的曲线可以看出，磁珠阻抗为了三个区域:

1：低频段电感占主导，呈现电感的特性

2：中间段电阻占主导，呈现电阻的特性

3：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。

低频段：当信号频率较低时（30M以内），磁珠的等效模型如下

此时磁珠表征出的特性如曲线红色区间所示：

中频段：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：

高频段：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：

3：磁珠的工作原理

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：

Q = I^2*R*T

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。

由上图可以看出，100Mhz时，磁珠的阻抗大概在：1000欧左右

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。

4：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。 应用案例如下图所示：

主要是串接在电源线和信号线中。

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。

（带有噪声的信号）

 （经过磁珠后的输出信号）

通过图片对比，可以看到增加磁珠后，有明显的效果。

​在电源线上使用磁珠，较多的是将电源进行隔离，比图下图中VDD是数字电源，AVDD模拟电源，在数字电源和模拟电源中间增加磁珠，可以达到更好的滤波效果。