电路设计磁珠在PCB上的选用

电路设计磁珠在PCB上的选用

电子制作网：老铎

使用片式磁珠和片式电感的原因: 是使用片式磁珠还是片式电感主 要还在于应用。在谐振电路中需要使用片式电感。而需要消除不需要的EMI噪声时，使用片式磁珠是最佳的选择。 关键词：PCB设计 磁珠 RF噪声 EMI

磁珠是用来吸收超高频信号，象一些RF电路，PLL，振荡电路，含超高频存储器电路(DDR SDRAM，RAMBUS等)都需要在电源输入部分加磁珠。而电感是一种蓄能元件，用在LC振荡电路，中低频的滤波电路等，其应用频率范围很少超过错 50MHZ。

磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰，还具有吸收静电脉冲的能力。磁珠的功能主要是消除存在于传输线结构(PCB电路)中的RF噪声，RF能量是叠加在直流传输电平上的交流正弦波成分，直流成分是需要的有用信号，而射频 RF能量却是无用的电磁干扰沿着线路传输和辐射(EMI)。要消除这些不需要的信号能量，使用片式磁珠扮演高频电阻的角色(衰减器)，该器件允许直流信号通过，而滤除交流信号。通常高频信号为30MHz以上，然而，低频信号也会受到片式磁珠的影响。

片式磁珠由软磁铁氧体材料组成，构成高体积电阻率的独石结构。涡流损耗同铁氧体材料的电阻率成反比。涡流损耗随信号频率的平方成正比。使用片式磁珠的好处： 小型化和轻量化 在射频噪声频率范围内具有高阻抗，消除传输线中的电磁干扰。 闭合磁路结构，更好地消除信号的串绕。极好的磁屏蔽结构。降低直流电阻，以免对有用信号产生过大的衰减。 显著的高频特性和阻抗特性(更好的消除RF能量)。在高频放大电路中消除寄生振荡。有效的工作在几个MHz到几百MHz的频率范围内。

要正确的选择磁珠，必须注意以下几点： 1、不需要的信号的频率范围为多少; 2、噪声源是谁;

3、需要多大的噪声衰减;

4、环境条件是什么(温度，直流电压，结构强度); 5、电路和负载阻抗是多少;

6、是否有空间在PCB板上放置磁珠;

前三条通过观察厂家提供的阻抗频率曲线就可以判断。在阻抗曲线中三条曲线都非常重要，即电阻，感抗和总阻抗。总阻抗通过ZR22πfL()2+：=fL来描述。通过这一曲线，选择在希望衰减噪声

的频率范围内具有最大阻抗而在低频和直流下信号衰减尽量小的磁珠型号。片式磁珠在过大的直流电压下，阻抗特性会受到影响，另外，如果工作温升过高，或者外部磁场过大，磁珠的阻抗都会受到不利的影响。使用片式磁珠和片式电感的原因：是使用片式磁珠还是片式电感主要还在于应用。在谐振电路中需要使用片式电感。而需要消除不需要的EMI噪声时，使用片式磁珠是最佳的选择。

片式磁珠是时钟发生电路，模拟电路和数字电路之间的滤波，I/O输入/输出内部连接器(比如串口，并口，键盘，鼠标，长途电信，本地局域网)，射频(RF)电路和易受干扰的逻辑设备之间，供电电路中滤除高频传导干扰，计算机，打印机，录像机(VCRS)，电视系统和手提电话中的EMI噪声抑止。

片式磁珠和片式电感的应用场合：片式电感：射频(RF)和无线通讯，信息技术设备，雷达检波器，汽车电子，蜂窝电话，寻呼机，音频设备，PDAs(个人数字助理)，无线遥控系统以及低压供电模块等。

磁珠简介（转帖） 片式铁氧体磁珠简介

1.1 片式铁氧体磁珠是1种获得广泛应用的物美价廉的EMI对策元件，在EMI对策中占有重要的位置。

1.2片式铁氧体磁珠的基本特性

片式铁氧体磁珠的结构和等效电路。实质上它就是1个叠层型片式电感器,是由铁氧体磁性材料与导体线圈组成的叠层型独石结构。由于是在高温下烧结而成,因而致密性好、可靠性高。两端的电极由银/镍/焊锡3层构成,可满足再流焊和波峰焊的要求。

在等效电路中，R代表由于铁氧体材料的损耗(主要是磁损耗)以及导体线圈的殴姆损耗而引起的等效电阻;C是导体线圈的寄生电容。等效电路的阻抗Z可以表达为Z=R＋jX,其中X是电抗，Z、R、X都是频率f的函数。片式铁氧体磁珠的|Z|、R、X随频率f变化的典型曲线。从这些曲线可以看出：|Z|、R、X随频率的提高而上升，直至由寄生电容C引起的自谐振频率X迅速下降，并由感性转为容性。在自谐振频率处,|Z|达到最大值。利用铁氧体磁珠|Z|～f曲线的特征,可以达到让低频信号通过而同时抑制高频噪声的目的。值得注意的是,高频噪声的能量是通过铁氧体磁矩与晶格的耦合而转变为热能散发出去的,并非将噪声导入地或阻挡回去,如旁路电容器那样。因而，在电路中安装铁氧体磁珠时,不需要为它设置接地点。这是铁氧体磁珠的突出优点之一。

片式铁氧体磁珠的外形尺寸与公差符合EIA/EIAJ片式元件标准,有3216(1206)、2012(0805)、1608(0603)、1005(0402)和0603(0201)等几种规格,目前的主流尺寸为1608和1005,有可能几

年之后发展到0603(0.6mm×0.3mm)。从阻抗特性及其应用来看,片式铁氧体磁珠可以分成几类,应用于不同的场合,本文将分别予以介绍。

我国片式铁氧体磁珠的生产技术已经达到国际一流水平,品种规格齐全,性能优良,年生产能力超过40亿只。著名生产厂家有深圳南虹电子陶瓷公司、清华同方鲁颖公司等;国外的公司有AEM、TDK、Murata、Taiyoyuden等。

1.3片式铁氧体磁珠的分类及应用

1.3.1通用型片式铁氧体磁珠

这是应用最为广泛的1类EMI对策元件,其典型的阻抗～频率特性曲线。生产厂家一般提供100MHz时的阻抗|Z|、直流电阻和额定电流等数据。例如,表1就是深圳南虹公司生产的BG1005系列通用型片式铁氧体磁珠的数据。同时,生产厂家还必须提供|Z|～f曲线。在选用时,主要依据其|Z|～f曲线的特征。不同的片式铁氧体磁珠，其阻抗|Z|随频率的上升趋势是不相同的。选择原则是:在有用的信号