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如何解决PCB电路板的电磁辐射问题

EMI关注的是电磁能量的辐射,包括外部电磁情况对自身系统的滋扰,以及自身辐射的电磁能量对外部系统的滋扰。这些滋扰都不能跨越一个限度,跨越了这个限度就会引起问题,这些滋扰归根结底照样影响了系统的旌旗灯号完备性。

我们在打仗新鲜事物的时刻,平日习惯用自己认识的常识去解释自己不认识的事物。EMC常识更多的涉及到微波和射频,对付像我这种专注于旌旗灯号完备性而对EMC常识知之甚少的菜鸟来说,最初也只能用SI的一些根基常识去撬开EMC设计的大年夜门了。在我的认知里,EMI关注的是电磁能量的辐射,包括外部电磁情况对自身系统的滋扰,以及自身辐射的电磁能量对外部系统的滋扰。这些滋扰都不能跨越一个限度,跨越了这个限度就会引起问题,这些滋扰归根结底照样影响了系统的旌旗灯号完备性。

电路板上的电磁能量是怎么辐射出去的?

说到这里,我就想起了下面这幅图,这也是我对电磁辐射最基础的印象。

图1 PCB的电磁辐射

早期的PCB是单层板的,芯片之间是经由过程导线连接起来,电源线和旌旗灯号线没啥差别,仅仅是连通的导线而已。这又让我想到了自己的卒业设计,是一个单片机节制的LED显示屏,这个系统很简单,就几个IC以及色环电阻电容都没几个,经由过程简单的焊接电路就可以事情了。根本就没有用到微带线,带状线,双绞线,同轴电缆这些东东。

进修高速设计之后,我明白了,跟着频率的上升,旌旗灯号跳变孕育发生的电磁能量也在增添。芯片之间再也不能这样简单的连接起来了,像图1这种连接措施,会使回路电感很大年夜,回路电感很大年夜,就会使得交流旌旗灯号的感抗很大年夜,旌旗灯号根本不会敦朴实实沿导线传播,而是会辐射到空间中去。

怎么办理电路板的电磁辐射问题?

在SI工程师眼中,应用微带线或者带状线是为了给旌旗灯号供给一个低阻抗的传输路径。这在EMC工程师眼中也是电磁樊篱的必要。在应用了微带线或者带状线之后,电磁能量就被节制在了导体之间的介质中了。

为什么在应用了微带线和带状线后,电磁能量大年夜部分会被束缚在介质中呢?主要缘故原由是旌旗灯号路径与回流路径靠的更近,这样全部回路的电感就减小了。不信我们来应用软件谋略一下

回流路径靠的近

回流路径靠的远

由上图可知,参考平面对传输线的单位长度有效电感的影响是很大年夜的。可以想象,在高频前提下,假如旌旗灯号拥有很好的回流路径,那么它所感想熏染到的回路电感就会很小,旌旗灯号就会按照人们的意愿从发射端传输到接管端,假如旌旗灯号感想熏染到的回路电感很大年夜就会孕育发生辐射问题。

小结

在低频的时刻,可以不斟酌电磁滋扰的问题,低频时导线周围的电磁场变更没有那么强烈,导线的电感效应也不会体现的那么显着。然则到了高频,电磁场变更剧烈,应该充分斟酌旌旗灯号路径与返回路径的耦合问题,使用旌旗灯号路径与返回路径的耦合来减小全部回路的电感,节制导线向空间发射的电磁能量。

责任编辑;zl

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