引言
网络 (PDN) 必须为印刷电路板 (PCB) 或系统的所有组件提供稳定的电压和足够的电流。随着开关速度的提高和电源电压的降低，出现了一些挑战，例如：
来自开关模式稳压器或数字逻辑的高频噪声；
快速电流瞬变引起的电压纹波；
以及可能影响敏感电路或导致不符合规范的电磁干扰 (EMI)。

铁氧体具有频率相关的阻抗特性，允许直流电流通过，同时阻挡高频噪声，因此非常适合用于：
滤波电源轨、
提高信号完整性
和降低电磁干扰。

铁氧体的工作原理：
铁氧体磁珠在高频下表现得像一个串联电感器，具有较高的损耗。其阻抗 Z(f) 随频率的增加而增大：

低频/直流：R≈0
，电压无损耗地输出。
高频：R增大，阻隔噪声。

典型应用：
1. 高速数字电路：
现代FPGA、SoC或微处理器以数百MHz至GHz的频率进行开关操作。
在敏感IC的电源轨上串联铁氧体磁环可以降低开关噪声。
建议将其与去耦电容配合使用，以实现宽带滤波。

2. 混合（模拟+数字）系统：
铁氧体磁体将数字和模拟电源分开，从而减少耦合和串扰。
它们能够保持ADC、DAC或射频前端的信号完整性。

3. 电磁干扰/电磁兼容性：
在噪声较大的集成电路附近或线缆/线束中放置铁氧体磁环可以降低辐射发射，
从而提高电磁兼容性，且不影响系统运行。

4. 开关
电源（SMPS）：SMPS 输出可能包含高频纹波。
串联铁氧体可以降低纹波，从而提供更纯净的电源。

设计注意事项
选择铁氧体磁芯时，请考虑以下因素：
参数建议
阻抗与频率的关系 待抑制噪声频率处的峰值阻抗
最大直流电流 确保磁芯不饱和
电压降 负载电压降不得超过可接受范围
功耗 检查高频损耗产生的热量
与电容器配合使用 宽带滤波时，务必与电容器配合使用

设计提示：
电源 → 铁氧体磁芯 → 电容器 → 集成电路

实际示例：
FPGA，1.2V供电：
平均功耗：5A，峰值di/dt：20A/µs。
无铁氧体磁珠：50–100mV纹波。
有铁氧体磁珠：600Ω磁珠可降低噪声（>10MHz），直流压降降低。
电容：100nF + 10µF用于平滑其余部分。

图 2 – FPGA 的带铁氧体磁环的电源分配网络：
输入电压 1.2V ──> 600Ω 铁氧体磁环 ──> [10 µF || 100 nF] ──> FPGA 内核
│
└─> 接地 

结果：电源供应干净稳定，且不影响高速电流响应。.

表 2 – 典型 PDN 磁珠示例：
型号 铁氧体 最大电流 阻抗 100 MHz 典型应用
Murata BLM18AG600SN1 6 A 600 Ω FPGA、SoC
TDK MMZ1608Y601A 3 A 600 Ω 传感器、ADC/DAC
Wurth 742792060 5 A 600 Ω SMPS、高速数字电源

结论：
铁氧体磁芯对于现代电源分配网络（PDN）设计至关重要：
它们能够抑制高频噪声、
隔离敏感子系统、
降低电磁干扰（EMI）并有助于符合相关法规要求。
但铁氧体磁芯并非万能：需要正确选择阻抗、电流和压降。结合电容器和良好的印刷电路板（PCB）设计规范，铁氧体磁芯可以提高复杂系统的可靠性和性能。

参考文献：
Ott, Henry W.，《电磁兼容性工程》，Wiley出版社，第2版，2009年。Howard
Johnson，《高速信号传播》，Prentice Hall出版社，2003年
。Analog Devices，AN-877，“配电网络和解耦技术”，2020年。