EMI工程師應(yīng)該都能從理論上分析了EMI的產(chǎn)生情況,并主要從系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面考慮很多實(shí)際采用的抑制EMI的手段和方式,這里我們將針對高速PCB設(shè)計(jì),來分析如何進(jìn)行EMI控制。
1、傳輸線RLC參數(shù)和EMI
對于PCB板來說,PCB上的每一條走線都可以有用三個(gè)基本的分布參數(shù)來對它進(jìn)行描述,即電阻,電容和電感。在EMI和阻抗的控制中,電感和電容的作用很大。
電容是電路系統(tǒng)存儲(chǔ)系統(tǒng)電能的元件。任何相鄰的兩條傳輸線之間,兩層PCB導(dǎo)電層之間以及電壓層和周圍的地平面之間都可以組成電容。在這些所有的電容中,傳輸線和它的回流電流之間組成的電容數(shù)值最大,也數(shù)量最多,因?yàn)槿魏蔚膫鬏斁€,它都會(huì)在它的周圍通過某種導(dǎo)電物質(zhì)形成回流。根據(jù)電容的公式:C=εs/(4kπd),他們之間形成的電容的大小和傳輸線到參考平面的距離成反比,和傳輸線的直徑(橫截面積)成正比。我們都知道,如果電容的數(shù)值越大,那么他們之間存儲(chǔ)的電場能量也越多,換句話說,他往外部泄露系統(tǒng)能量的比率將更少,那么這個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生的EMI就會(huì)得到一定的抑制作用。
電感是電路系統(tǒng)中存儲(chǔ)周圍磁場能量的元件。磁場是由流過導(dǎo)體的電流產(chǎn)生的感生場。電感的數(shù)值表示它存儲(chǔ)導(dǎo)體周圍磁場的能力,如果磁場減弱,感抗就會(huì)變小,感抗變大的時(shí)候,磁場就會(huì)增大,那么對外的磁能量輻射也會(huì)變大,即EMI值越大。所以,如果系統(tǒng)的電感越小,那么就能對EMI進(jìn)行抑制。在低頻情況下,如果導(dǎo)體變短,厚度變大,變寬的時(shí)候,導(dǎo)體的電感就會(huì)變小,而在高頻情況下,磁場的大小則和導(dǎo)線及其回流構(gòu)成的閉環(huán)面積的函數(shù),如果把導(dǎo)線與其回路靠近,由于回流和本身電流大小相等(在最佳回流狀態(tài))方向相反,所以兩者產(chǎn)生的磁場就會(huì)相互抵消,降低了導(dǎo)體的感應(yīng)電感,所以,保持導(dǎo)體上電流和其最佳回流路徑,能夠一定程度的減小EMI。
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