我正在研究去耦电容器的信息，并从TI发现了一些关于铁氧体磁珠的信息：

铁氧体磁珠是电路设计库中非常方便的工具。然而，它们并不是所有电路电源轨的好主意。铁氧体磁珠通过提高高频时的电阻来有效吸收高频瞬变。这使得它们非常擅长防止电源噪声进入敏感电路部分，但是，这也使它们成为主数字电源的一个非常糟糕的主意。

何时使用它们：

在与复合视频或 PLL 等模拟电路部分串联的电源迹线上使用它们。这些磁珠在高噪声瞬态时有效地关闭功率流，从而仅从下游的去耦电容器中汲取功率。这大大降低了敏感电路部分的噪声。

如何使用它们：

铁氧体磁珠应在两个接地电容器之间使用。这形成了一个 Pi 滤波器，并大大降低了电源的噪声量。在实践中，芯片侧的电容应尽可能靠近芯片电源球放置。铁氧体磁珠的放置和输入电容的放置并不那么重要。

如果没有空间让两个电容器组成一个 Pi 滤波器，那么最好的办法是删除输入电容器。芯片侧电容器应始终存在。这个非常重要。否则，铁氧体磁珠增加的高频电阻可能会使事情变得更糟，而不是更好，因为芯片侧会有本地电力存储，因此无法将高峰值功率脉冲提供给它迫切需要的芯片。

何时不使用它们：

上述铁氧体特性对于那些均匀且一致地汲取功率的电路部分非常方便，但相同的特性使其不适合数字电源部分。数字处理器需要高峰值电流，因为大多数内部开关晶体管都在每个时钟沿进行开关，所有需求同时发生。铁氧体磁珠（根据定义）不允许功率以数字处理器逻辑所需的高斜率流过它们。这就是使它们非常适合模拟（如 PLL）电源上的噪声过滤的原因。

由于数字系统中的所有电源需求都是即时的（高频），而不是缓慢而稳定的需求，铁氧体磁珠会在峰值期间阻塞数字电源。理论上，磁珠处理器侧的旁路电容会提供峰值电流，填补铁氧体造成的间隙，直到峰值结束后再充电，但实际上，即使是最好的电容的阻抗也太高了高于约 200 MHz 以为处理器提供足够的峰值功率。在没有铁氧体的系统中，平面电容可以帮助填补这个空白，但如果使用铁氧体，它会插入平面和电源引脚之间，因此平面电容的优势就丧失了。这将在处理器最需要它的期间导致巨大的瞬时电压降，如果不立即崩溃，则会导致逻辑错误和奇怪的行为。如果您的系统需要（例如，为了降低 EMI），可以通过适当的设计来避免这种情况，但这超出了本说明的范围。

我相信你应该检查一下你的开关电流频谱是什么样子的。如果您的数字电路需要大电流瞬变，则不应在其上使用铁氧体磁珠。

我目前的想法是，铁氧体磁珠在某些非常具体的应用中很有用，但是当出现应该通过检查电力输送网络来解决的问题时，它主要用作创可贴。

虽然很高兴看到一些图表或其他数据，但我从 TI 那里读到的内容听起来很合理。你们怎么看？

我不同意 Spehro 的观点——正确的图像要好得多，即不那么共振。左边的电路会看到“反谐振”——在 100MHz 范围内的某个频率下，10uF 电容开始看起来像一个电感器，而 0.1uF 电容仍然看起来像一个电容，使它们对表现就像一个 LC 谐振电路。在那个频率附近，这个储能电路不会吸收或提供任何电流，而只是像漱口水一样来回摆动，因此两个电容一起将具有非常高的阻抗，使它们不适合去耦。

作为一个非常广泛的经验法则，在同一导轨上放置两个电容差异很大的陶瓷帽是一个坏主意，而那里也没有其他一些中间值。（例如，您可以将 0.1uF、0.68uF、2.2uF 和 10uF 都放在同一导轨上，但如果您只有 0.1uF 和 10uF，您可能会遇到问题。）

右图在不匹配的电容器之间有一个铁氧体，用一个电阻来抑制 LC 谐振电路（因为铁氧体在 100MHz 以上是电阻性的，而不是电感性的），这样可以防止电容相互干扰。

另一种解决方案是为 10uF 使用钽电容或电解电容，因为其内置的 ESR 电阻也会抑制储能电路（但这样的电容对于过滤高频噪声无用）。

我从Murata 的一个非常有用的应用笔记中得到了所有这些。

在那里可以找到许多用于去耦的铁氧体、电感器和电容的漂亮组合。

我的电路板将包括倍压器/逆变器，例如 ADM660 和一个微控制器，它将产生两个异相 5kHz 5V TTl 来驱动 EM 镜。当我的耳机线接触电路板时，我可以听到耳机中的铃声。因此，我认为此类噪声会影响板上的其他 ADC、DAC、运算放大器、CPLD。我认为在每条电源线上放置一个铁氧体磁珠会很好。此外，哪种类型的铁氧体磁珠最适合 10MHz 方波 TTL？

我会敦促你阅读这份文件。我在下面提到的一些要点：-

总结 - 最好不要使用铁氧体磁珠，因为它们只是在 30 MHz 以上才真正开始发挥作用。

基本上，我认为您可能试图解决的一些问题最好留在“电感器”领域，而可能通过使用铁氧体磁珠来处理 10MHz 方波（更重要的是它的谐波）。

但是，我的建议通常是 - 使用接地层，然后在所有芯片电源上使用非常好的电容器去耦，并且如果您可以使用小电阻器为易受攻击的地方供电（可能是 1 欧姆到 10 欧姆）。如果这不能成功，我想知道原因，并可能在插入电感之前改善接地和去耦，当然在考虑铁氧体磁珠之前。

两种设置都可以工作。哪个更好取决于电容器值、它们的 ESL 和下游的电力传输网络。

在左侧设置中，PDN 应在较低频率下提供低阻抗路径。这是此设置工作的要求。

并联两个电容器的潜在优势是在更宽的范围内降低功率阻抗（假设 0.1 uF 和 10 uF 覆盖不同的频率范围）。至于两个电容器臭名昭著的反谐振 - 看看阻抗频率曲线。发生这种情况时，一个电容器仍然是电容器，而另一个电容器是电感器。这不应该是这样。因此，Spehro 提供的答案也很有意义。

至于正确的设置，它也可以工作。但请注意，当珠子关闭时，C1 是唯一提供电力的人 - 所以它的责任是巨大的。左边较大的电容器可能不需要靠近（我猜图片假设）。如果珠子过早关闭（例如以 MHz 或数十 MHz 为单位），则它应在位置要求放宽的 kHz（或 MHz 单位）频率下提供低阻抗路径（因为光波长约为数十米在这些频率）。但这取决于。

附录

以下是一些可能有趣的关于铁氧体磁珠的一般注意事项。

为简单起见，请考虑仅使用一个电容器的设置。pi 设置中第二个电容器的主要目的是在较低频率下为电源提供低阻抗：

所需电容值

村田的应用笔记，第 11 页，说

我猜，推导公式的方式如下。他们假设电感和电容的电抗相等（Lw=1/cw），计算频率，用频率表示 Zt 得到方程。这通常是不正确的。首先，电容器的阻抗通常不等于 1/Cw，尤其是在 ESL 占主导地位的高频下。其次，电容器的阻抗应该比电感器的阻抗小得多（数量级），而不仅仅是更小（小 2 倍或 3 倍是行不通的）。

正确的方法是比较电容器和电感器的阻抗频率曲线（理想情况下考虑使用的直流偏置），并确保电容器的阻抗远小于电感器的阻抗。 . 这不仅仅是需要一些电容值。电容器阻抗的所需值（在某个频率下）可以计算为 deltaV/电流，其中 deltaV 是允许的电压波动，电流是该频率下的电流幅度。

铁氧体磁珠的操作

让我们以这个珠子BLM03AX241SN1 为例：

在带有电源/接地层的 PCB 中看到的供电网络 (PDN) 的典型阻抗从数百毫欧到欧姆单位不等。因此，珠子实际上是从几 MHz 开始的开放连接（电阻 ~100 欧姆）。

这意味着整个 PDN 从芯片上被切断。所有的希望都寄托在电容器上。因此，如果使用铁氧体磁珠，电容器的重要性就变得至关重要。电容选择不当会使芯片无法工作。如果由于其他电容器（并联）的作用而未使用珠子，则选择不当的旁路电容器不会成为这样的问题。

低频下的 IR 下降

用于电源滤波的铁氧体磁珠通常设计为低 q 电感，以防止寄生谐振。因此，有意提高铁氧体磁珠的直流电阻。通常约为 500 mOhm 或什至几个 Ohm。选择直流电阻合适的磁珠（对于直流电阻比较低的电源线有专门的系列）。确保在给定直流电流的情况下可以容忍 IR 压降（例如，500 mOhm 下的 10 mA 电流会产生 5 mV 压降）。

高频 (>500 MHz)

电感开路。电容器的阻抗可能会相对较高（~500 mOhm 甚至是 Ohm）。

没有磁珠，板上的其他电容器以及电源层的平面电容都为我们工作。它们都与降低 PDN 阻抗的旁路电容并联。是的，其他电容器可能位于很远的地方，但电源层的平面电感也非常小（电流比在走线中流动时更不集中）。因此，尽管在通往它们的途中有电感，但它们都有一些积极的输入。

这就是为什么在高频、大电流电路（例如数字处理器）中不推荐使用铁氧体磁珠的原因，因为每增加一百毫欧的 PDN 阻抗可能是至关重要的。

概括

铁氧体磁珠可用于有效阻挡某些频率范围内的外部噪声（反之亦然，来自芯片的噪声），同时提供直流连接（为旁路电容充电）。磁珠可能具有相当大的直流电阻，从而产生直流电压降。珠子会增加整体 PDN 阻抗（我猜，在所有频率下），这在高频时可能不受欢迎，因为电容器停止正常工作。旁路盖的选择变得至关重要。始终使用电容器和电感器的阻抗-频率曲线（不仅仅是 L 和 C 的普通值）。