PCB的EMI如何产生
PCB的EMI如何產生
印制線條越長電感就越大,應用阻抗方程Z=R+J2πfL,當電路頻率增加時,阻抗值Z將增大。由于附加了阻抗,總的阻抗Z也將大。在絕大多數應用中,電阻都可以忽略,并且通常的情況下都忽略電阻項。對于很高頻率的信號,由于具有相當數量的電感,阻抗Z的值可以變得很大。自由空間的波阻抗為377 ,但在100kHz和1MHz的頻率范圍只要具有很小的電抗就會有超過399 的阻抗。因為電流(電路的直流分量)必須回到源頭去并滿足安培定律,RF能量(交流電流分量)就會經過可能的最低阻抗路徑回流。當回流路徑的阻抗大于377 時,自由空間就變成了回流路徑,于是就發生了EMI輻射。
根據麥克斯韋方程,當電流流過傳輸線或PCB線條時,就有磁通產生。。當時變電流(AC波形)流過傳輸線時,就產生了環繞傳輸線的磁通,傳輸線上的電流量決定了磁通密度。有電流回路就存在磁場,就會向自由空間輻射電磁能量。由麥克斯韋方程的復雜的數學關系可以知道,時變磁場會產生電場。與磁場的情形相同,時變電場也會經過自由空間輻射并且成為主要的電磁干擾源。
高頻PCB中多點接地
高頻設計中通常采用多個到機架地的連接。多點接地使PCB的電源配送系統的接地阻抗最小化,這是由于印制板的參考面分流到機架的作用。這里的低阻抗主要是由于大塊的實心銅板比相對窄小的PCB線條或導線來說具有較低的電感。在頻率非常高的電路中,為了最小化引線電感,必須使元件的接地引線盡可能短。引線電感可以產生跨接在連接線上的電動勢,這個電能是產生共模電流的原因之一。
每英寸的PCB印制線大約能附加12-20mH的電感,這個電感值隨著印制線條的寬度和厚度而變化。這個電感同參考平面與機架地的集總電容或分布電容組成了諧振電路并產生振蕩。電容值C是已知的,處于一個特定的范圍。電感L可由有關于銅平面阻抗的理論求得。一個10in*10in(2.54cm*2.54cm)的銅平面導體的典型電感值列表如下表。精確求解導電平面的阻抗公式很復雜。
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總結
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